分子篩的骨架中存在一特征籠狀結構單元，而籠狀結構單元又是根據確定它們多面體的多元環(huán)來(lái)描述的。例如，我們所熟悉的SOD籠它由八個(gè)六元環(huán)和六個(gè)四元環(huán)來(lái)組成的，一般簡(jiǎn)寫(xiě)成4668。不同的分子篩骨架會(huì )含有相同的籠狀結構單元，換句話(huà)說(shuō)，同一個(gè)籠狀結構單元通過(guò)不同連接方式會(huì )形成不同的分子篩骨架結構類(lèi)型。一個(gè)經(jīng)典的例子就是SOD籠。

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。

70年代，荷蘭科學(xué)家Mcnicol等人通過(guò)使用分子光譜技術(shù)來(lái)追蹤LTA型沸石分子篩的整個(gè)晶化過(guò)程，從而在實(shí)驗上為固相轉變機理給予充分的根據。90年代，干膠轉化的合成方法的提出也為固相轉變機理增加了一個(gè)實(shí)例。另外，近幾年發(fā)展起來(lái)的固相無(wú)溶劑合成的方法的提出也是在一定程度上為固相轉變機理提供相應的證據。

，沸石分子篩所需的原料混合后，主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。這種硅鋁酸鹽凝膠是在高濃度條件下快速形成的，因此具有很高無(wú)序度，但是這種硅鋁酸鹽凝膠中可能含有某些初級結構單元，如：四元環(huán)、六元環(huán)等等。同時(shí)，這種凝膠和液相之間建立了溶解平衡。另外，硅鋁酸根離子的溶度積與凝膠的結構和溫度息息相關(guān)，隨著(zhù)晶化溫度的變化，這種凝膠和液相之間建立起新的凝膠和溶液的平衡。其次，液相中多硅酸根與鋁酸根濃度的增加導致晶核的形成，然后是沸石分子篩晶體的生長(cháng)。在沸石分子篩的成核和晶體生長(cháng)過(guò)程中，消耗了液相中的多硅酸根與鋁酸根離子，從而引起硅鋁凝膠的繼續溶解。由于沸石晶體的溶解度小于無(wú)定形凝膠的溶解度，后結果是凝膠的完全溶解，沸石分子篩晶體的完全生長(cháng)。

水熱合成法是在沸石分子篩合成中常用和有效的途徑，深入研究分子篩水熱合成的主要困難是對分子篩的生成機理了解的還不夠清楚。但是，對于沸石分子篩的合成來(lái)說(shuō)無(wú)論哪種生成機理，其晶化過(guò)程都要經(jīng)歷相同的基本步驟：多硅酸鹽與鋁酸鹽的再聚合、分子篩成核、核生長(cháng)、分子篩晶體的生長(cháng)以及引起的二次成核。為了很好的控制和調變沸石分子篩的合成反應，重要的是研究反應的條件對合成反應的影響。根據多年的實(shí)踐經(jīng)驗，下列影響因素在沸石分子篩的合成中占有很重要的地位，主要包括：反應物的組成、硅鋁比、堿度、陳化、晶化溫度與時(shí)間等等。研究這些因素對于合成沸石具有很重要的意義。

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。