化工生產中還有一系列反應是所謂串聯反應,也就是A通過反應生成P,P進一步進行反應生成Q。往往在這個過程中P作為中間產物對我們是有用的。比如說乙醇選擇氧化,第一步選擇性氧化生成乙醛是有價值的產品,如果乙醛進一步氧化變成二氧化碳和水,那這樣的反應就沒意義了。使用催化劑可以提高中間產物的選擇性,主要的原理是這樣的:利用催化劑增大第一步的反應速率,同時第二步反應速率不變,這樣在一定時間內就用更多的產物轉化為P,而P轉化為Q的量就很少,這樣一來通過控制合理的反應時間我們就能得到較提高產品P的選擇性。這就像有三個串聯的水庫,有魚在水庫里游,如果我們增大第一個水庫與第二個水庫間的水流量,同時控制第二個水庫與第三個水庫的流量,這樣一來,水庫里的魚就會在第二個水庫中聚集,這樣一來我們在第二個水庫中撈魚就非常容易了。
這個例子就是甲苯的烷基化,按照化學反應來看,最終會形成三種二甲苯的同分異構體,一般來說對二甲苯比較值錢一點,因此我們希望提高對二甲苯的選擇性,這個過程目前通過ZSM-5分子篩催化劑實現。整個反應的機理是這樣的,甲苯首先擴散到分子篩孔道里,在孔道內部進行反應,生成的產物再從孔道里擴散出來。在這個過程中,三種二甲苯分子此尺寸大小不同,其中對二甲苯尺寸最小在5.7A左右,ZSM-5的孔道恰好尺寸就是5.2-5.8A,其他兩種二甲苯尺寸都在6A以上。這種情況下在分子篩內部生成了其他兩種構型的二甲苯,卻無法通過孔道擴散出來。只有對二甲苯可以通過孔道,這樣一來我們就通過擴散過程提高了對二甲苯的選擇性。