本论文选择微孔分子筛材料作为研究对象，以其独特的得失电子能力为主线，系统研究了分子筛复合体系在催化反应过程中的热、光驱动电子转移模式，旨在建立微结构与催化性能的联系。基于分子筛的可控电子转移过程，我们设计和开发出一系列性能优异的光驱动甲烷转化材料，发展了甲烷C-H键的光活化机制，论文的主要创新点和取得的主要研究结果如下：首先，质子化的Y型分子筛作为酸催化剂催化分解卤代烷成烯烃的过程，我们首次观察到电子从分子筛骨架向有机客体分子转移这一过程，提出一个涉及卤原子交换和自由基歧化过程的反应机理，确认了酸催化反应过程中分子筛骨架上电子的转移模式，即分子筛在催化反应过程中形成了“缺电子氧中心”。该研究对于微结构调控分子筛催化反应机理研究具有很高的理论指导意义。其次，利用金属蒸汽制备法，通过锌原子与酸性分子筛内孤立质子氢间的单电子氧化还原反应，我们制备出骨架含有离域电子的锌-分子筛复合材料。研究发现，这些离域电子能够在分子筛骨架和锌之间进行可逆的电子转移，光诱导生成高活性的Zn⁺。在此基础上，我们开发出了具有优异甲烷转化活性的(Zn⁺,Zn²⁺)-ZSM-5-光催化剂，其甲烷转化效率和选择性均为目前世界上最高。由于体系中存在特殊的两步激发过程，(Zn⁺,Zn²⁺)-ZSM-5-将驱动甲烷转化需要的能量从原来的4.6eV大幅降低到目前的3.2eV，成为目前世界上唯一一个成功利用天然太阳光驱动甲烷转化的例子。接下来，利用简单的离子交换法，我们将一系列金属阳离子组装进含有一维半导体钛链结构的ETS-10钛硅分子筛中。其中，Ga-ETS-10材料表现出了优异的光诱导活化甲烷C-H键的能力。通过对钛硅分子筛内光致电荷分离过程的研究，我们发现Ga-ETS-10材料对甲烷C-H键的活化存在一个普遍的金属极化和半导体光氧化的协同效应。该效应的确立为今后设计更高效的甲烷转化催化剂提供了可能。最后，我们将染料分子组装进微孔钛硅分子筛的孔道中。研究发现，在紫外光辐照下钛硅分子筛形成的光电子能够进一步跃迁到孔道内的甲基紫精阳离子上，形成稳定的MV^*+自由基离子，该过程伴随明显的光致变色现象。进一步的研究表明，在此过程中，分子筛骨架上的光生空穴能够夺取溶剂分子的氢原子。利用这一特性，我们成功对饱和烷烃和苯分子上的C-H键进行了活化，实现C-C键的偶联。该工作为设计新型光驱动氧化还原体系开辟了全新的思路。