前人在研究中发现，微孔分子筛内部的离子环境能显著的影响吸附反应物和过渡态的化学势，从而影响催化转化速率。但是强离子强度的分子筛在溶液相有机醇脱水反应的反应速率增强效果非常有限。人们猜测，导致溶液相催化活性增强效果非常有限的原因是孔道的空间约束（spatial constraint in the pore）。

有鉴于此，慕尼黑工业大学Johannes Lercher、华东师范大学刘玥等研究发现由于分子筛的强离子环境，是导致其催化转化速率的提高以及这种催化转化速率降低的现象是相互关联的。

本文要点：

(1)

分子筛的分子尺寸限域效应产生了一种非常独特的离子环境，能够有助于生成有机醇-水合氢离子复合物，分子筛微孔环境决定了催化反应的动力学步骤，并且调节离子强度对催化反应速率的影响。

(2)

作者发现分子筛的微孔环境在溶液环己醇分子间脱水反应过程中，分子筛的Brønsted酸位点结合水形成的水合氢离子（H⁺(H₂O)_n）限域在分子筛微孔结构中，其中一个质子对应于7~8个水分子。这种水合氢离子与分子筛骨架阴离子之间形成强离子环境。因此，基于卡宾过渡态的催化反应中，分子筛的高离子强度活化基态的吸附分子，并且能够稳定卡宾离子过渡态，降低反应的能垒，增强反应速率。

最大化的反应速率是因为反应物分子与携带电荷的过渡态之间的位置分布在分子筛的限域空间内得到优化。在分子筛的孔尺寸与底物的vdW尺寸接近发生这种现象，然而与底物在孔内部填充程度无关。在较高的离子强度条件，水合氢离子之间相互靠近，分离水合氢离子和其重排导致反应速率的增强。在溶液环境进行反应时，这种效应变为溶剂的体积膨胀，因此反应速率呈现单调增加。

参考文献

Qiang Liu, Niklas Pfriem, Guanhua Cheng, Eszter Baráth, Yue Liu, Johannes Lercher, Maximum Impact of Ionic Strength on Acid-Catalyzed Reaction Rates Induced by a Zeolite Microporous Environment, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202208693

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202208693