分子篩是一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學(xué)通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，M′、M分別為一價(jià)、二價(jià)陽(yáng)離子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。它在結構上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴，不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開(kāi)。根據SiO2和Al2O3的分子比不同，得到不同孔徑的分子篩。

由于A(yíng)lO4四面體具有一個(gè)負電荷，可以結合鈉等離子，成為電中性。在水溶液中，Na 很容易與其他陽(yáng)離子交換。大多數分子篩催化劑是多價(jià)金屬陽(yáng)離子或H的交換物，分子篩具有酸性和對分子大小的選擇性，可以作為催化劑或載體使用。高二氧化硅沸石對有機基團表現出很高的親和力，相比之下，低二氧化硅沸石由于具有Lewis和Bronsted酸特性而表現出親水性。 硅及鋁原子通過(guò)氧構成氧環(huán)，氧環(huán)的大小決定沸石的細孔孔徑。每個(gè)氧環(huán)的氧原子數目為4～12個(gè)。通常具有分子篩作用的有八元環(huán)(0.4～0.5nm)、十元環(huán) (0.5～0.6nm) 及十二元環(huán) (0.7～ 0. 9nm)。具有十二元氧環(huán)的有Y型分子篩 (x= 3.1～6.0)和絲光沸石(x=9～11)。前者可用做裂化催化劑、雙功能催化劑，后者可用作的歧化催化劑。
十元氧環(huán)的有ZSM-5、ZSM-11等部分 ZSM系列分子篩。

分子篩在吸附分離領(lǐng)域的應用：
1、混合二的分離?；旌隙话阌米魅軇┖推蛽胶蟿┝畠r(jià)出售，資源浪費十分嚴重。但混合二的四個(gè)異構體：乙苯、對二、間二和鄰二都是重要的化工原料，因此有必要將其逐一分離；
混合二的分離方法很多，如精餾法、精密精餾法、加壓結晶法、深冷結晶法等是傳統的分離方法，但它們的共同缺點(diǎn)是能耗大、設備龐大、操作要求高；
吸附分離法是一種的分離方法，其關(guān)鍵是吸附劑的制備。由于沸石分子篩其結構的特殊性及種類(lèi)的多樣化，以沸石分子篩為吸附劑來(lái)分離混合二具有很好的應用前景；
2、N2/ O2的分離。在變壓吸附（PSA）法中，沸石分子篩是利用N2/O2兩氣體在其表面平衡吸附的差異，選擇性地吸附 N2。因為 N2的極化率較大，從而 N2與沸石分子篩中的陽(yáng)離子及其極性表面作用強于 O2。LiA 型沸石分子篩具有更高的 N2/O2選擇比及 N2吸附容量，但熱穩定性較差。于是，Li+、堿土金屬混合陽(yáng)離子交換后的 A型沸石分子篩具有較高的 N2/O2選擇分離系數、N2吸附容量和較高的熱穩定性。另外低硅鋁比的 X型沸石分子篩引起了人們的關(guān)注。人們對其進(jìn)行了各種離子交換，其 N2/O2分離選擇性較高且熱穩定性較好；
3、提高汽油辛烷值。由于異構烷烴的辛烷值大大正構烷烴，因此利用吸附分離法可以脫除正構烷烴。實(shí)際應用中一般將吸附分離與 C5/C6烷烴異構化相配合，將通過(guò)吸附分離出來(lái)的正構烷烴進(jìn)行異構化，從而更大程度的提高汽油的辛烷值。A 型沸石分子篩中的鈉離子被鈣離子交換達 40%以上時(shí)，它的有效孔徑可增大至 0.5nm，能滿(mǎn)足此分離的要求，分離中烴類(lèi)混合物通過(guò)吸附床層，正構烷烴由于分子外形尺寸小于沸石分子篩孔徑尺寸可以自由進(jìn)入其孔道中被吸附，異構烷烴的分子尺寸較大不能進(jìn)入，則流出吸附床層為富含異構烷烴高辛烷值的物料。吸附床層吸附飽和后，用脫附劑將正構烷烴脫附送去異構化反應。 [4]

分子篩是一類(lèi)結晶的硅鋁酸鹽，由于它具有均一的孔徑和的比表面積，所以具有許多的特點(diǎn)。
1、按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用，即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子；
2、對于小的極性分子和不飽和分子，具有選擇吸附性能，極性越大，不飽和度越高，其選擇吸附性越強；
3、具有強烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空速和含水量較低的情況下，仍有相當高的吸水容量。

分子篩基本特性：
分子篩對水或各種氣，液態(tài)化合物可逆吸附及脫附；
金屬陽(yáng)離子易被交換；
分子篩內部空腔和通道形成非常高的內表面積。
1、根據分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應：分子篩晶體具有蜂窩狀的結構，晶體內的晶穴和孔道相互溝通，并且孔徑大小均勻，固定（分子篩空腔直徑一般在3—15埃之間），與通常分子的大小相當，只有那些直徑比較小的分子才能通過(guò)沸石孔道被分子篩吸附，而構型龐大的分子由于不能進(jìn)入沸石孔道，則不被分子篩吸附。而硅膠，活性氧化鋁和活性碳沒(méi)有均勻的孔徑，孔徑分布范圍十分寬廣，所以沒(méi)有篩分性能。
2、根據分子極性，不飽和度和極化率的選擇吸附：分子篩對于極性分子和不飽和分子有很高的親和力；在非極性分子中，對于極化率在的分子有較高的選擇吸附優(yōu)勢。此外，沸點(diǎn)越低的分子，越不易被分子篩所吸附。

分子篩的催化性能：
分子篩晶體具有均勻的孔結構，孔徑的大小與通常分子相當；它們具有很大的表面積。而且表面極性很高；平衡骨架負電荷的陽(yáng)離子，可進(jìn)行離子交換；一些具有催化活性的金屬也可以交換導入晶體，然后以的分散度還原為元素狀態(tài)；同時(shí)分子篩骨架結構的穩定性很高。這些結構性質(zhì)，使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑，而且成為有效的催化劑和催化劑載體。