對于沸石分子篩的形成及其生長(cháng)機理的深入研究有助于人們更好的設計合成新型沸石分子篩拓撲結構、擴展沸石分子篩材料合成新路線(xiàn)、開(kāi)發(fā)沸石分子篩材料的新性質(zhì)及新用途。盡管沸石分子篩的發(fā)展已經(jīng)有許多年了，但是對于它的合成機理方面一直未有一個(gè)真正的定論。研究分子篩的晶化機理即具有十分重要的理論意義，也對合成新型的沸石分子篩合成具有實(shí)際的指導意義。目前具有代表性的為固相轉變機理（Solid hydrogel Transformation mechanism）、液相轉變機理（Solution-mediated Transport mechanism）和雙相轉變機理這三種機理。

固相轉變機理是由Flanigen和Breck提出的，也是早提出的沸石分子篩晶化機理。他們認為:
在沸石分子篩的整個(gè)晶化過(guò)程中只是凝膠固相本身在水熱條件下產(chǎn)生，然后直接進(jìn)行硅鋁酸鹽骨架的結構重排，進(jìn)而導致了沸石分子篩的成核和晶體的生長(cháng)，而在沸石分子篩晶化過(guò)程中既沒(méi)有凝膠固相的溶解，也并沒(méi)有液相直接來(lái)參與沸石分子篩的成核以及晶體的生長(cháng)。
，沸石分子篩合成所需的各種原料混合后，主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。同時(shí)，凝膠間液相雖然也產(chǎn)生，然而液相部分并不參與晶化成核的過(guò)程中。其次，所形成的硅鋁酸鹽初始凝膠在OH-離子的作用下卻不斷發(fā)生解聚與結構重排，從而形成某些沸石晶化所需要的初級結構單元。后，這些初級結構單元進(jìn)一步圍繞著(zhù)水合陽(yáng)離子發(fā)生重排構成多面體，這些多面體再進(jìn)一步聚合、連接、形成沸石分子篩晶體。

反應物的起始硅鋁比對終的反應產(chǎn)物有很大的影響，但是這兩者又沒(méi)有一定的對應關(guān)系。一般而言低硅鋁比的LTA分子篩、SOD分子篩、FAU分子篩等都是從低的硅鋁比和高的堿度的原始投料體系中晶化而得的。對于ZSM-5，Beta等這類(lèi)高硅沸石往往都是從高的投料硅鋁比以及低堿度的原始投料中獲得的。通常而言，增加投料的硅鋁比在一定范圍里往往能增加產(chǎn)物的硅鋁比，但是并不是所有分子篩都能通過(guò)調節原料硅鋁比來(lái)合成高硅或低硅的產(chǎn)物，如高硅LTA分子篩、低硅ZSM-5分子篩等超出正常硅鋁比范圍的產(chǎn)物是很難合成的。另外，終產(chǎn)物中得到的硅鋁比往往低于原始投料的硅鋁比，這是因為OH-溶解硅物種，使鋁物種幾乎全部進(jìn)入骨架，母液中留下的是可溶的多余的硅。

沸石合成大都是在堿性條件下合成的，常見(jiàn)的堿是無(wú)機堿氫氧化鈉。我們通常用Na2O/SiO2來(lái)表示體系的堿度。一般而言，堿度增加，硅鋁原料的溶解度增加，硅鋁酸鹽聚合度降低，使溶液中的過(guò)飽和度增大，從而加快成核速度，結果縮短了誘導期，使之晶化速度加快。此外，增大堿度時(shí)會(huì )使終產(chǎn)品的粒子變小并且粒徑分布變窄，如在無(wú)模板條件下合成具有6nm小尺寸的EMT沸石分子篩。另外當體系的堿度增大，有利于生成富鋁的沸石。在無(wú)有機模板存在的條件下，通過(guò)讓無(wú)機堿充當模板的作用來(lái)合成如Beta，RUB-13, ZSM-12，ZSM-23，MCM-68等沸石分子篩，這些沸石分子篩不僅是高度富鋁的而且還是高度富有無(wú)機金屬陽(yáng)離子的。另一個(gè)沸石合成的條件是在含有氟離子的中性或酸性條件下來(lái)合成沸石分子篩，氟離子在分子篩合成中取代了堿的作用，來(lái)溶解硅鋁酸鹽凝膠。在氟體系下合成的純硅分子篩缺陷較少，也更容易得到比較的大單晶。

從原料的均勻混合到升溫晶化前的靜止過(guò)程，這一個(gè)階段被叫做陳化。在陳化過(guò)程中，凝膠的組成、結構都是會(huì )發(fā)生變化的，陳化過(guò)程有時(shí)甚至是緩慢的成核過(guò)程，導致分子篩生長(cháng)周期的縮短。為典型的例子是在合成FAU分子篩時(shí)使用的Y導向劑就需要所有反應物混合均勻后室溫陳化，這是因為導向劑經(jīng)過(guò)陳化產(chǎn)生了微小的沸石晶核，并且含有大量的六元環(huán)。

對于合成沸石分子篩，溫度是一個(gè)很重要的因素。溫度變化會(huì )影響水在反應釜中的壓力的變化、硅鋁酸鹽的聚合狀態(tài)和聚合反應、凝膠的生成和溶解與轉變、分子篩的成核與生長(cháng)以及介穩相間的轉晶。相同的體系在不同的溫度下可能會(huì )得到完全不一樣的物相，溫度越高得到的沸石的尺寸和孔體積越小，晶體骨架密度相應增大。一般而言在150 °C以下，初級結構往往是四元環(huán)或六元環(huán)，而當溫度150 °C，則往往是五元環(huán)的初級結構單元。由此可見(jiàn)，在高溫水熱條件下，無(wú)機物（主要是硅鋁酸鹽物種）的造孔規律和晶化溫度與水蒸汽壓之間存在著(zhù)密切的聯(lián)系。
晶化時(shí)間往往也是分子篩合成的一個(gè)重要因素。晶化時(shí)間不夠常常會(huì )有大量的原料未轉化，時(shí)間過(guò)長(cháng)，往往會(huì )發(fā)生晶體轉晶的現象，一般由比較空曠的結構轉化為比較致密的結構。晶化時(shí)間與晶化溫度往往是相輔相成的，降低溫度，就要增加晶化時(shí)間；升高溫度，有時(shí)就要縮短晶化時(shí)間。