具有明确的孔结构的微/介孔晶体材料，例如沸石，碳纳米管和金属有机骨架，对于科学和工业需求的催化体系的发展具有重要意义。多孔晶体材料的孔隙特征所引起的限制效应引起了多相催化研究的广泛关注。与在大块材料上观察到的反应相比，在狭窄空间中的催化反应表现出独特的行为。更有趣的是，尽管关于限制作用如何改变反应的机理尚不清楚，但可以通过限制作用以不同方式调节化学反应性。

有鉴于此，南开大学张洪波研究员等人，对限域催化作用的概念进行了系统的讨论和基本的理解，强调了限域作用对典型的微/介孔晶体材料（包括沸石，碳纳米管以及金属有机框架）的扩散，吸附/解吸和催化反应的影响。相关研究表明，限域效应不仅对反应物/产物具有形状选择性，而且可以调节限制在多孔环境中的活性物质的表面电子分布，从而依次影响催化反应活性、选择性和稳定性。

本文要点

1）分子筛因其具有周期性可调的孔结构、优异的热稳定性和化学稳定性，以及独特的Lewis和Brønsted酸性位点，在基础和应用催化研究中均得到了最广泛的关注。基于近20年来对CNTs限域催化的大量研究，讨论了CNTs作为一种典型的孔材料在催化反应中所展现的限域效应。CNTs的特异性结构可导致组装在其内部的金属纳米粒子的电子态结构等特性发生明显变化，并可能改变分子吸附活化模式甚至反应路径，从而调变催化反应的性能。而分子筛和CNTs作为催化剂载体的一个明显缺点是很难在其孔道内合成具有明确位置和高度有序结构的单原子催化剂。

2）论述了有机金属框架材料——MOFs在催化限域方面的优势。MOFs可以解决金属活性中心单分散的问题，大大提高了金属的利用率并阻碍了金属催化剂的烧结。而且，MOFs中的开放金属位点和各种有机配体为限域催化提供了功能化的孔环境，对于客体分子的吸附和脱附以及反应速率产生重要影响。然而MOFs的热稳定性和化学稳定性相对较差，且MOFs中存在扩散阻力，MOFs上的催化反应机理也有待进一步研究。

总之，该工作为基于多相催化中限域效应的概念设计优良的多孔晶体催化剂提供了有益的指导。

参考文献：

Jingjing Dai et al. Recent Advances in Catalytic Confinement Effect within Micro/Meso‐Porous Crystalline Materials. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202005334

https://doi.org/10.1002/smll.202005334