Lewis,重点阐述了其在沸石、等固体材料中的结构本质与催化作用,并讨论了受阻对及多种表征手段。
Lewis电子对Lewis即碱Lewis则是能够接受一对电子的物种(电子对受体)LewisLewis图1酸和碱DOI:10.32657/10356/69303
Brønsted因此具备跨越无机、有机、金属配合物与固体材料的广泛适用性。例如,典型的金属离子中心常作为Lewis酸,因其d轨道空缺能够接受电子;而含有孤对电子的氨分子或氧阴离子则表现为Lewis碱。这一Lewis定义基于化学键理论。
+Lewis3+BH、3SiF、5典型的碱包括Lewis酸碱分类及量化判据
Hard-Soft Acid-Base(HSAB)硬酸硬碱通过静电作用结合,软酸软碱则依赖轨道能量匹配与共价相互作用。
此外,研究者提出了多种实验尺度来量化酸碱强度,如31核磁化学位移图2 基于方程式推导得出的硼烷及以N、O、S、P为中心的碱的实验性Lewis酸碱性标度DOI:例如,中Zr位点对TMP的P2Lewis前线分子轨道理论计算酸的LUMO能级和碱的HOMO能级,并结合电荷转移模型分析受体–供体作用强度图3 ()TMP吸附于样品后的H-PLewisBrønstedb131二维异核相关谱(c)UiO-66笼结构的示意图及TMP在其中的吸附构型DOI:10.1038/s41467-022-32809-9
的结构本质
其位点多源自三配位铝中心或框架缺陷四配位从而成为Lewis酸中心红外光谱与固态核磁实验证明,三配位Al对探针分子CO和吡啶具有独特的结合特征。此外,。
ewis酸位点提供电子受体作用,Brønsted酸则通过质子化活化底物图4–BrønstedLewisDOIMOF中的Lewis位点与缺陷工程
()材料为Lewis酸碱研究提供了可设计的模型体系。以UiO-66为例,其Zr团簇节点在理想情况下完全饱和,但实际合成中常出现Zr。
,缺陷的存在会引入μ-OH基团,表现为Brønsted酸位点利用31固态NMR实验Lewis位点和位点信号的定量区分TMPO机理研究表明,缺陷诱导的2中具有重要作用。计算进一步揭示了电子密度在缺陷Zr位点的再分布,解释了其较高的吸附能与反应活化能力。

()UiO-66 TEM()理想与缺陷型的XRD()P受阻Lewis对受阻对FLP图6 受阻Lewis对示意图DOI:10.1007/s12045-014-0120-0
H₂例如,在CeO中,Ce,而由于空间与几何限制,它们不会完全中和,从而表现出类似FLP的特性。
酸碱位点的电子不均匀性2CO,在加氢、脱氢和二氧化碳转化等反应中表现出独特优势。
H₂–Lewis,显著降低了反应能垒。这种机制不仅在CeO₂中得到了验证,在其他金属氧化物和杂化材料中也有广泛报道。FLP概念的提出极大地拓展了Lewis酸碱化学的边界,使其能够解释和指导一系列新的催化现象。

CeO固体上H吸附解离的能垒与路径:10.1038/ncomms15266
对酸碱位点的多种多样,其中谱学方法最为核心。利用吡啶或CO分子,通过吸附后的振动频率变化来区分Lewis与Brønsted位点,并且可以通过温变脱附实验分级酸强度。

在理论尺度上,,这些参数直接反映了位点对电子对的接受能力。通过将实验与理论结合,研究者能够从结构、能量和电子分布三个维度统一刻画Lewis位点,并与实际催化反应性能建立定量关系。
Lewis