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。

分子篩在干燥及凈化領(lǐng)域的應用：
1、脫水：利用低硅鋁比的沸石分子篩（如 A型，X型等）的極性親水性，可以進(jìn)行空氣的干燥。另外近年來(lái)將乙醇摻入汽油中替代部分汽油受到廣泛重視，作為燃料的乙醇要求其中的水含量低于 0.8%，而由于乙醇和水的共沸，使得通過(guò)精餾只能得到 95%的乙醇，對于含水量較低的乙醇脫水，沸石分子篩吸附脫水是優(yōu)的選擇；
此方法中應用的沸石分子篩是A 或X型，而KA 型好，這一方面利用了 A型沸石分子篩的極性，另一方面由于KA沸石分子篩的孔道直徑約 0.3nm，水分子可自由進(jìn)入，而乙醇分子直徑大于 0.3nm 不能進(jìn)入沸石分子篩的孔道。此種沸石分子篩脫水工藝是工業(yè)上生產(chǎn)燃料乙醇的工藝；
2、凈化空氣中的污染物：隨著(zhù)工業(yè)的迅速發(fā)展，H2S、SO2、NOX以及甲醛的排放量日益增多，造成的污染給人們的生活和環(huán)境帶來(lái)了嚴重的危害。

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。

分子篩的吸附特性：
分子篩對于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力，特別是對于水，在低分壓（甚至在133帕以下）或低濃度，高溫（甚至在100℃以上）等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量；
1、低分壓或低濃度下的吸附：在相對濕度30% 時(shí)分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著(zhù)相對濕度的降低，分子篩的性越發(fā)顯著(zhù)，而硅膠，活性氧化鋁隨著(zhù)濕度的增加，吸附量不斷增加，在相對濕度很低時(shí)，它們的吸附量很少；
2、高溫吸附：分子篩是可用的高溫吸附劑。在100 ℃和1.3 %相對濕度時(shí)分子篩可吸附15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下，分子篩仍能吸附相當數量的水分，而活性氧化鋁，特別是硅膠，大大喪失了吸附能力；
3、高速吸附：分子篩對像水等極性分子在分壓或濃度很低時(shí)的吸附速率要遠遠超過(guò)硅膠，活性氧化鋁。雖然在相對濕度很高時(shí)，硅膠的平衡吸水量要分子篩，但隨著(zhù)吸附質(zhì)的線(xiàn)速度的提高，硅膠的吸水率越來(lái)越不如分子篩。