石油资源的日益枯竭和轻质烯烃需求量的不断攀升，导致轻质烯烃非石油获取路线的开发迫在眉睫。MTO反应通过双循环反应机制生成乙烯和丙烯等轻质烯烃，是重要的短链烯烃获取方式。然而，MTO反应网络复杂，使得轻质烯烃的高选择性生成仍面临重大挑战。在甲醇转化反应中，邻近的Brønsted酸对是重要影响因素，会影响甲醇脱水和积碳生成等关键反应步骤。因此，通过调控Brønsted酸对来改变MTO反应路径是一种切实可行的产物调控思路。然而，这种调控方式仍存在着重大困难，主要关于以下两个方面：（1）缺乏精确控制Brønsted酸对形成的通用合成方法；（2）不了解Brønsted酸对调控MTO双循环路径和产物分布的作用机制。

近期，博士研究生在ACS Catalysis上发表题为“Deciphering the Link between Zeolite Crystal Size, Brønsted Acid Site Distribution, and Dual-Cycle Selectivity in Methanol-to-Olefins over Zeolite”的研究工作。该工作表明，ZSM-5分子筛晶体尺寸可以改变Brønsted酸位分布：大尺寸的ZSM-5分子筛具有更高浓度的Brønsted酸对，并且Brønsted酸对会显著促进甲醇制烯烃（MTO）反应芳烃循环的进行。通过¹³C NMR和¹²C/¹³C同位素标记实验结果表明表明，Brønsted酸对能够促进多甲苯、环戊烯碳正离子和五甲基苯鎓离子等关键烃池物种的生成与转化，从而推动芳烃循环的进行。DFT理论计算结果进一步佐证了实验结果：五甲基苯鎓离子在Brønsted酸对上通过消去机制生成乙烯和丙烯都更为有利。本工作揭示了ZSM-5分子筛晶体尺寸与Brønsted酸对浓度之间的关系，并阐明了Brønsted酸对在调控甲醇制烯烃反应双循环路径中的作用机制。

相关的研究成果近期发表在ACS Catal.上，文章第一作者为吉林大学2021级博士生王星星和中国科学院精密测量科学与技术创新研究院王超研究员，通讯作者为吉林大学于吉红教授和中国科学院精密测量科学与技术创新研究院徐君研究员。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c05555