JACS：水相中分子筛酸催化的新机制

沸石分子筛是一种广泛应用的固体酸催化剂，其酸性中心位于微孔孔道内。传统上，分子筛在水相中的催化作用受到限制，因为反应物难以进入孔道。然而，北京大学刘海超教授与美国加州大学伯克利分校Enrique Iglesia教授合作，发现分子筛在水相中能够解离生成水合氢离子（H3O+），这些离子可以进入水相催化纤维素的水解反应。这一机制类似于液体酸在水中的电离平衡，分子筛的B酸中心在水相中发生可逆电离，生成的氢离子具有相同的催化活性。该研究通过热力学计算推导出分子筛酸性解离的平衡方程，并验证了其在纤维素水解反应中的应用。实验结果表明，分子筛在水相中的催化活性稳定，循环使用后活性无变化。这一发现为水相中固体酸的应用提供了新思路，并具有普适性，适用于其他固体酸催化剂。