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分子篩是微孔硅鋁晶體，分子篩廣泛的應用于從生物和化石原料轉化為清潔可持續能源載體和化學品。

有鑒于此，北京大學劉海超教授、加州大學伯克利分校Enrique Iglesia教授等報道分子篩通過作為弱多質子酸的重要作用，而且能夠促進液態水的骨架外H₃O⁺分子解離。

本文要點：

（1）

對H₃O⁺的解離程度取決于H₃O⁺的共軛骨架陰離子所需要的能量，因為解離程度增加導致晶體之間的電荷密度提高產生排斥相互作用，因此質子發生脫附。

（2）

通過考慮了分子篩濃度、Al原子密度、骨架結構等因素的靜電排斥模型，能夠準確的描述溶液H₃O⁺的解離程度。通過最廣泛的生物聚合物纖維素的水解反應作為模型反應，這項研究展示分子篩催化劑只能以與水相濃度嚴格的比例的反應速率在晶體外產生H₃O⁺，但是骨架結構或者Al原子含量不同都不影響產生較小的纖維素低聚物。

研究結果和機理解析實現了將溶液體系的固態酸、液態酸之間搭建橋梁，而且給出了固體酸催化反應物難以持久以及反應物無法進入孔隙內。

參考文獻

Yue Liu, Chen Luo, Shuai Wang, Enrique Iglesia*, and Haichao Liu*, Acid Catalysis Mediated by Aqueous Hydronium Ions Formed by Contacting Zeolite Crystals with Liquid Water, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c11705

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11705