反应过程作为实现化学转化的核心环节，包含质子耦合电子转移（PCET）等关键反应类型，其动力学速率与热力学能垒直接影响转化效率。2023年研究表明，界面微电场（IMEF）通过加速载流子分离与质子迁移，使光催化氧化污染物速率提升3.7倍。中国科学院大连化学物理研究所包信和院士团队提出的纳米限域催化理论，通过调控催化剂表面电子排列路径，在煤制烯烃工业过程中实现50%以上一氧化碳转化率和75%以上低碳烯烃选择性，突破传统反应过程的能效瓶颈。

作为化学转化的基础反应类型，质子耦合电子转移（PCET）涉及电子传递与质子迁移的协同过程。2023年研究证实，FeMOFs玻璃中的Fe─N4─C结构形成界面微电场（IMEF），可驱动光生载流子在20皮秒内完成分离。该电场诱导近表面质子定向迁移至Fe活性位点，促进Fe(IV)=O活性中间体形成，将反应能垒降低0.35 eV。同步辐射XAFS分析显示，IMEF使Fe(II)/Fe(III)氧化还原电位偏移120 mV，验证了电场对电子转移路径的调控作用。

中国科学院团队2021年建立的纳米限域催化体系，通过催化剂表面纳米尺度空间约束效应重构分子吸附构型。理论计算表明，限域环境使CO分子在Fe3O4-1，证实电子转移效率提升。

在煤经合成气制低碳烯烃工艺中，纳米限域双功能催化剂使CO转化率达50%以上，产物中乙烯、丙烯占比超过75%。相较于传统费托合成工艺，反应温度从320℃降至260℃，水资源消耗量减少65%。工业侧线试验数据显示，催化剂单程寿命延长至1200小时，积碳速率下降42%，验证了反应过程强化的工程可行性。

反应过程优化需要平衡动力学速率与热力学稳定性。IMEF策略通过增强局域电场强度（约0.3 V/nm），使光催化降解双酚A的表观速率常数从0.027 min-1提升至0.098 min-1。分子动力学模拟显示，界面微电场驱动质子迁移速度提高3.7倍，与电子转移过程的时间差缩短至微秒级。这种时空协同效应将反应活化熵从-210 J/(mol·K)优化至-180 J/(mol·K)，降低过程不可逆损耗。

基于反应过程调控的新方法在环境治理领域展现应用前景。IMEF增强型催化剂对磺胺类抗生素的矿化效率显著提升，较常规催化剂提升明显。电子顺磁共振检测到·OH自由基浓度增加，证实微电场促进水分子解离产生活性氧物种。