Zeolite已被證明是各種反應(yīng)中的有用催化劑，從酸到堿和氧化還原催化。這些材料的特殊性質(zhì)（高表面積、均勻的孔隙率、互連的孔/通道系統(tǒng)、可接近的孔體積、高吸附容量、離子交換能力和形狀/尺寸選擇性）提供了作為有效催化劑和催化劑載體的關(guān)鍵特性。目前，正在從關(guān)于這些重要和非凡材料的大量現(xiàn)有知識中開發(fā)新的應(yīng)用程序。其中，與開發(fā)對環(huán)境影響較小的工藝（綠色工藝）以及生產(chǎn)替代和清潔能源相關(guān)的應(yīng)用至關(guān)重要。氫被認(rèn)為對能源和環(huán)境的可持續(xù)性至關(guān)重要。它是一種清潔能源載體，可用于交通運(yùn)輸和固定發(fā)電。在制氫過程中，開發(fā)新型催化劑是解決氫氣可持續(xù)生產(chǎn)相關(guān)問題的更為有效的途徑之一。

一、沸石：組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用

天然沸石是微孔結(jié)晶鋁硅酸鹽，其骨架由共角和四面體形成，它們定義了空腔和通道，其中可以找到與骨架氧和/或水分子配位的陽離子。在沸石中，TO4四面體的組織可導(dǎo)致形成具有不同數(shù)量T原子（Si、Al）的環(huán)。最常見的環(huán)有4-T、6-T、8-T、10-T和12-T；然而，含有14，18，和30元環(huán)沸石結(jié)構(gòu)也已被合成的。沸石微孔的大小取決于環(huán)中成員的數(shù)量，介于4和12埃之間。在戒指上，TOT角主要在130°–180°范圍內(nèi)變化。這個角度的靈活性是決定現(xiàn)有沸石種類繁多的最重要因素之一。

沸石可以作為分子篩，因此它們的主要物理性質(zhì)之一是孔隙率。沸石的微孔特性使其具有相對于其外表面而言非常大的內(nèi)表面積。微孔對外開放，允許物質(zhì)在晶體內(nèi)空間和周圍環(huán)境之間轉(zhuǎn)移。明確定義的微孔的三維網(wǎng)絡(luò)可以作為反應(yīng)通道，其活性和選擇性將通過引入活性位點(diǎn)來增強(qiáng)?？變?nèi)強(qiáng)電場的存在和可控的吸附特性將產(chǎn)生一種獨(dú)特類型的催化劑，其本身可以被認(rèn)為是一種催化微反應(yīng)器。

二、用于制氫的沸石

氫(H2)作為一種清潔且CO2中性的能源，在未來的能源經(jīng)濟(jì)中將發(fā)揮重要作用。因此，它被預(yù)測為為數(shù)不多的長期可持續(xù)清潔能源載體之一。目前，分子氫的合成主要通過不可持續(xù)的方法進(jìn)行，例如天然氣的蒸汽重整(SR)或煤的氣化，這與大量溫室氣體(GHG)的排放有關(guān)，尤其是二氧化碳(CO2)。因此，為了實(shí)現(xiàn)氫經(jīng)濟(jì)的全部好處、提高能源安全性、能源供應(yīng)多樣化和減少空氣污染，必須從可用的可再生資源中清潔、高效地生產(chǎn)氫?？梢允褂每稍偕茉矗ɡ纾柟?、風(fēng)、波浪或水力發(fā)電）從可再生資源（例如，生物質(zhì)和水）中生產(chǎn)氫氣。

本文考慮了兩種重要的方法來從可再生資源生產(chǎn)氫氣并減少CO2排放。一種方法是將重整方法應(yīng)用于生物質(zhì)衍生的化合物，例如生物乙醇。由于生物質(zhì)在生長過程中會消耗大氣中的二氧化碳(CO2)，因此與化石燃料相比，它的凈CO2影響很小。第二種方法考慮使用太陽能通過水分解來生產(chǎn)氫氣。通過水分解制氫對應(yīng)于包括在C循環(huán)之外的那些方法。由于可以使用非常豐富的太陽能，這個過程非常有吸引力。

為滿足全球不斷增長的能源需求而大量開采化石燃料已導(dǎo)致CO2的增加在大氣中，因此導(dǎo)致顯著的全球變暖（溫室效應(yīng)）。此外，地球上化石燃料的儲量是有限的，無論它們能持續(xù)多久，未來都必須開發(fā)一種獨(dú)立于化石燃料的清潔和可再生能源替代品。氫氣可能是一個不錯的選擇，因?yàn)樗哂兴谢瘜W(xué)燃料中最大的熱值(39.4kWh/kg)。其燃燒成熱或電簡單而清潔。當(dāng)與氧氣燃燒時，氫氣會形成水并且不會產(chǎn)生或排放污染物。我們今天使用的大約95%的氫氣來自重整天然氣。但要實(shí)現(xiàn)氫經(jīng)濟(jì)的全部好處、增加能源安全、多樣化能源供應(yīng)和減少空氣污染，必須使用可用的可再生資源清潔、高效且經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)氫。因此，可再生能源是制氫所需的能源。然而，從可再生能源生產(chǎn)氫氣存在許多挑戰(zhàn)，主要的挑戰(zhàn)可能是開發(fā)新的催化工藝來生產(chǎn)可持續(xù)的氫氣并降低成本以與當(dāng)前燃料（汽油和柴油）競爭。