MCM-41分子筛因其独特的孔道结构（均一孔径、长程有序介孔）、高比表面积（可达1000 m²/g以上）和优异的热稳定性，在多个领域展现出重要应用价值，具体如下：
一、催化领域
酸催化反应
渣油催化裂化：MCM-41的介孔结构可容纳大分子重油，提供择形催化空间，提升裂化效率。
重油/润滑油加氢：作为催化剂载体，负载金属（如Ni、Mo）后，可促进加氢脱硫、脱氮反应，提高油品质量。
烷基化与烯烃聚合：在酸性条件下，MCM-41催化异丁烷与烯烃的烷基化反应，生成高辛烷值汽油组分；也可催化烯烃聚合，制备高分子材料。
CO₂与CH₄分离及转化：通过功能化修饰（如掺杂金属氧化物），MCM-41可选择性吸附CO₂或催化其与甲烷反应，实现温室气体资源化利用。
氧化还原催化
大分子有机物氧化：将Ti、V、Cr等过渡金属嵌入MCM-41骨架，形成氧化还原活性中心，可在温和条件下选择性氧化醇、醛等有机物，制备精细化学品。
NOx还原：负载V、Ti等金属的MCM-41催化剂，在低温下高效还原NOx为N₂，减少汽车尾气污染。
手性合成
MCM-41的规整孔道可限制反应物取向，促进手性中心的形成。例如，负载手性配体或金属络合物后，可用于不对称催化合成手性药物或中间体。
二、吸附与分离
气体吸附
CO₂捕获：MCM-41的大比表面积和可调孔径使其成为高效CO₂吸附剂，尤其适用于烟道气或工业废气处理。
挥发性有机物（VOCs）回收：通过功能化修饰（如引入氨基、硫醇基团），MCM-41可选择性吸附苯、甲苯等VOCs，实现资源回收与污染控制。
液体分离
石油化工分离：利用MCM-41的介孔结构，可分离直馏汽油中的C₃~C₅烯烃与直链烷烃，提高产品附加值。
手性化合物分离：修饰后的MCM-41可作为色谱固定相，分离手性药物或中间体，满足制药行业需求。
三、环境治理
水处理
重金属离子吸附：MCM-41表面羟基可通过缩合反应连接有机配体（如氨基、巯基），形成金属离子吸附位点，高效去除水体中的Pb²⁺、Cd²⁺等重金属。
有机污染物降解：负载光催化剂（如TiO₂）的MCM-41可在光照下降解染料、农药等有机污染物，净化水体。
空气净化
NOx与SOx去除：功能化MCM-41（如负载MnO₂）可催化氧化NOx为NO₃⁻，或吸附SO₂转化为硫酸盐，减少大气污染。
