被稱為分子篩的沸石，傳統(tǒng)上被稱為由分子維度上有序分布的微孔組成的硅鋁酸鹽材料家族。它們已被廣泛用作石油化工和日常生活中的高效催化劑、吸附劑和離子交換劑。除了這些傳統(tǒng)應(yīng)用之外，天然沸石在許多可持續(xù)發(fā)展過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。特別是沸石在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化、燃料電池、熱能儲(chǔ)存、CO2等可再生能源和環(huán)境改善領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。捕獲和轉(zhuǎn)化、空氣污染修復(fù)和水凈化等。這些應(yīng)用使沸石成為解決我們社會(huì)可持續(xù)發(fā)展問題的潛在候選者。

為應(yīng)對(duì)工業(yè)快速發(fā)展和人口增長(zhǎng)帶來的全球可持續(xù)發(fā)展問題，已做出許多努力來開發(fā)可再生能源和環(huán)境改善的新材料和新技術(shù)。沸石是一類在分子維度上具有有序分布的微孔的結(jié)晶材料。作為傳統(tǒng)石化工業(yè)中最重要的固體催化劑，沸石粉因其獨(dú)特的形狀選擇性、吸附和離子交換能力、高水熱穩(wěn)定性、可調(diào)節(jié)的酸度和極性以及低生產(chǎn)成本，在許多可持續(xù)工藝中也獲得了廣闊的應(yīng)用前景。在這篇綜述中，我們介紹了沸石的最新應(yīng)用，作為解決可持續(xù)性問題的潛在解決方案，包括生物質(zhì)轉(zhuǎn)化、燃料電池、熱能儲(chǔ)存、CO 2捕獲與轉(zhuǎn)化、空氣污染修復(fù)、水凈化等。

沸石傳統(tǒng)上被稱為由分子維度上有序分布的微孔組成的開放骨架鋁硅酸鹽材料家族。沸石的骨架由共角TO4四面體（“T”表示四面體配位的Si、Al或P等）連接構(gòu)成，不同的四面體連接方式導(dǎo)致沸石骨架類型的多樣性各種組成。迄今為止，已在天然或合成沸石中鑒定出 235 種不同的沸石骨架類型，國(guó)際沸石協(xié)會(huì)為每種沸石分配了一個(gè)三字母代碼（圖 1）。

沸石骨架可分解成不同大小的環(huán)，對(duì)應(yīng)于沸石的開孔窗。沸石按其最大孔窗可分為小孔（≤8環(huán)）、中孔（10環(huán)）、大孔（12環(huán)）和超大孔（>12 -戒指）。沸石骨架的負(fù)電荷通常由骨架外的一價(jià)或二價(jià)陽離子補(bǔ)償，這些陽離子可以被其他陽離子交換。其他種類（例如，H2O) 可以去除沸石孔隙中的空隙，為合適尺寸、形狀和極性的客體物質(zhì)選擇性進(jìn)入留下空隙空間。這被稱為沸石的分子篩效應(yīng)。此外，沸石孔隙的空間限制與其框架中的催化活性位點(diǎn)相結(jié)合，賦予了沸石獨(dú)特的形狀選擇性催化作用，以形成特定的產(chǎn)物。最后，沸石可以作為基質(zhì)來封裝和穩(wěn)定金屬簇或納米顆粒，形成性能優(yōu)越的多功能復(fù)合材料。由于這些獨(dú)特的特性以及它們的高水熱穩(wěn)定性和低生產(chǎn)成本，沸石已被廣泛用作許多化學(xué)過程中的高效催化劑、去污劑、吸附劑和離子交換劑。特別是，沸石是目前煉油和石化工業(yè)中最重要的非均相催化劑，通過流化催化裂化從原油生產(chǎn)世界上大部分的汽油。