沸石随着天然矿山的初步发现和大规模商业化生产，在炼油、化工等各个领域发挥着不可或缺的作用。沸石分子筛是分子尺度上具有有序通道的固有受限体系，目前人们提出用结构约束来解释沸石独特的化学行为。一般情况下，沸石的孔道可以调节分子的扩散，导致分子传输的明显差异和最终的择形催化。另一方面，沸石通道或笼内的局部电场可以作用于客体分子，改变客体分子的能级。

近日，南开大学李兰冬研究员从限域和局部电场两个观点对沸石中的限制和沸石催化这两个主题进行了简要的总结和分析，以回答为什么要用沸石？以及我们还能对沸石做些什么？这两个基本问题。

文章要点

1）作者首先概述了如何通过限制在沸石中构建功能中心，包括Brnsted酸位、Lewis酸位、骨架外阳离子中心和金属或氧化物聚集体，以及如何阐明限制在其反应活性中的具体作用。接下来总结了沸石催化反应中限制的多重影响，合理地导致了几个独特的反应过程，即沸石中的Brønsted酸催化、沸石中的Lewis酸催化、沸石中配位不饱和阳离子中心的催化以及沸石中受限空间内的级联反应。总体而言，沸石体系中确实存在限制效应，并且在吸附和催化方面已经发挥了极其重要的作用。虽然沸石的限制作用可能存在于许多体系中，但由于其有序和刚性的结构，沸石的限制作用更为直接，从而在受限空间内产生了独特的化学行为。

2）沸石是一种极好的支架，可用于构建空间上和静电限制在其基质中的孤立位点。此外，含有精准过渡金属中心的沸石可以被视为无机金属配合物（即作为过渡金属离子配体的沸石骨架），并且可以催化类似于有机金属配合物甚至金属酶的反应。同时，沸石受限空间内的局部电场强到足以诱导或辅助小分子的活化，遵循受挫的Lewis对的运行方式。因此，对结构限制的巧妙利用，无论是在空间上还是在电子上，都成为稳健的沸石用于吸附和催化的关键。

参考文献

Yuchao Chai, et al, Confinement in a Zeolite and Zeolite Catalysis, Acc. Chem. Res., 2021

DOI: 10.1021/acs.accounts.1c00274

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.1c00274