由于具有多種晶體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、可調(diào)節(jié)的化學(xué)成分、高（水）熱穩(wěn)定性和可控的表面酸堿度，沸石廣泛應(yīng)用于石油煉制、石化制造、精細(xì)化工合成、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境化學(xué)等領(lǐng)域。在沸石催化的反應(yīng)中，所涉及的反應(yīng)物質(zhì)的分子直徑通常大于沸石的孔徑。這導(dǎo)致本體相和催化劑的活性中心之間產(chǎn)生不希望的擴(kuò)散阻力，從而顯著降低催化劑效率。

減輕天然沸石基催化劑的擴(kuò)散阻力和提高催化劑效率一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界最關(guān)心的問(wèn)題之一。在過(guò)去的幾十年里，將分級(jí)微/介孔結(jié)構(gòu)整合到沸石中以獲得更好的擴(kuò)散和催化劑效率的工具得到了極大的豐富。然而，在實(shí)際的工業(yè)催化過(guò)程中，沸石組分即使含有分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，也只是多組分工業(yè)催化劑的組分之一。沸石基工業(yè)催化劑本質(zhì)上是由微孔沸石和大孔非沸石組分組成的分級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)被整合時(shí)，催化劑還具有微/中孔/大孔三峰分級(jí)結(jié)構(gòu)。顯然，工業(yè)沸石基催化劑的分級(jí)孔結(jié)構(gòu)存在于“沸石組分內(nèi)部”和“工業(yè)催化劑組分之間”兩個(gè)層次。

在位于北京的《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》上發(fā)表的一篇新評(píng)論論文中，中國(guó)青島石油大學(xué)（彭鵬、嚴(yán)子峰）和中國(guó)北京石油公司（Xiong-Hou Gao）的科學(xué)家和法國(guó)卡昂的法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心 (CNRS) (Svetlana Mintova) 從催化反應(yīng)工程的角度分析了分層微/介孔結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)的最新技術(shù)。

從催化反應(yīng)工程的角度來(lái)看，評(píng)價(jià)催化劑效率的量化指標(biāo)是催化劑有效性因子（η）和蒂勒模量（φ）。如果催化劑體系具有很強(qiáng)的擴(kuò)散阻力（η<0.25），則η是φ的倒數(shù)，因此η增大意味著φ減小。根據(jù) φ 的定義，可以通過(guò)增加有效擴(kuò)散系數(shù) (Deff) 或縮短擴(kuò)散路徑 (L) 來(lái)提高 η。基于此，分級(jí)沸石中的介孔結(jié)構(gòu)可分為三種類(lèi)型：（1）“功能介孔”（增加有效擴(kuò)散系數(shù)，Deff）；(2)“輔助介孔”（縮短擴(kuò)散路徑，L）；(3)“綜合介孔”（同時(shí)增加Deff和縮短L）。對(duì)于分級(jí)沸石材料，優(yōu)異的孔連通性可以保證形成在微孔活性位點(diǎn)上的產(chǎn)物快速擴(kuò)散和解吸，從而避免失活。對(duì)于像流化催化裂化（FCC）這樣的級(jí)聯(lián)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，精心設(shè)計(jì)的分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)可以保證微孔和介孔之間的互連，這對(duì)于FCC過(guò)程中的反應(yīng)中繼非常重要。
具有分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的沸石只是真正工業(yè)催化劑的成分之一。為了滿足工業(yè)催化過(guò)程中機(jī)械強(qiáng)度、水熱穩(wěn)定性、抗中毒和抗焦化的要求，工業(yè)催化劑需要添加其他非沸石組分。雖然工業(yè)催化劑組分之間的相互作用機(jī)制尚不完全清楚，但沸石和非沸石組分之間多孔結(jié)構(gòu)的非理想匹配會(huì)導(dǎo)致分級(jí)孔沸石組分的性能降低。工業(yè)催化劑中分級(jí)沸石和其他非沸石組分的孔互連性的協(xié)調(diào)是分級(jí)沸石工業(yè)應(yīng)用之前需要解決的緊迫問(wèn)題。

制備分級(jí)多孔材料的最終目標(biāo)是通過(guò)控制分級(jí)孔結(jié)構(gòu)、不同組分的位置和互連性，在工業(yè)規(guī)模上充分釋放其潛力，這些對(duì)提高其催化效率起著關(guān)鍵作用。開(kāi)發(fā)組合的原位或操作光譜、顯微或衍射技術(shù)是解開(kāi)作為工業(yè)催化劑組分的分級(jí)沸石的構(gòu)效關(guān)系的關(guān)鍵。