沸石是含水的架狀硅鋁酸鹽礦物，分為天然和人造兩種，可用作分子篩。由于天然沸石雜質(zhì)含量多，且空洞尺寸大小不一等問題，致使其分子篩的性能受限而難以實現(xiàn)實際應(yīng)用。因此，在實際生產(chǎn)生活中，應(yīng)用最廣的是人工合成的沸石分子篩。

沸石分子篩化學(xué)通式為：Mp/n[(AlO2)p·(SiO2)q]·yH2O。其中M是金屬離子，n表示其價態(tài)數(shù)，p是AlO2分子數(shù)，q是SiO2分子數(shù)，y表示水合數(shù)。沸石分子篩具有均勻的孔道結(jié)構(gòu)，比表面積和孔體積較大，水熱穩(wěn)定性好及較強的酸性。因其特殊的結(jié)構(gòu)和性能而具有篩分分子、吸附、離子交換和催化等良好性能，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于石油化工、環(huán)保、生物工程、食品工業(yè)、醫(yī)藥化工等領(lǐng)域。

起初制備沸石分子篩的方法是模擬天然泡沸石形成的地球化學(xué)過程來實現(xiàn)的。經(jīng)長期的探索后，國內(nèi)外研究者們在傳統(tǒng)的方法上不斷地進行改進創(chuàng)新，目前沸石分子篩的合成主要包括：水熱合成法、溶劑熱合成法、氣相轉(zhuǎn)移法、干法轉(zhuǎn)換法、(無溶劑)干粉體系合成法、組合化學(xué)水熱法、離子熱合成法和微波輻射合成法等方法。

沸石分子篩性能包括以下幾個內(nèi)容：

第一，吸附性能。沸石分子篩的吸附是一種物理變化過程。產(chǎn)生吸附的原因主要是分子引力作用在固體表面產(chǎn)生的一種“表面力”，當(dāng)流體流過時，流體中的一些分子由于做不規(guī)則運動而碰撞到吸附劑表面，在表面產(chǎn)生分子濃聚，使流體中的這種分子數(shù)目減少，達到分離、清除的目的。由于吸附不發(fā)生化學(xué)變化，只要設(shè)法將濃聚在表面的分子趕跑，沸石分子篩就又具有吸附能力，這一過程是吸附的逆過程，叫解析或再生。

第二，通過離子交換可以改變沸石分子篩孔徑的大小，從而改變其性能，達到擇形吸附分離混合物的目的。沸石分子篩經(jīng)離子交換后，陽離子的數(shù)目、大小和位置發(fā)生改變，如高價陽離子交換低價陽離子后使沸石分子篩中的陽離子數(shù)目減少，往往造成位置空缺使其孔徑變大；而半徑較大的離子交換半徑較小的離子后，則易使其孔穴受到一定的阻塞，使有效孔徑有所減小。

第三，沸石分子篩具有獨特的規(guī)整晶體結(jié)構(gòu)，其中每一類都具有一定尺寸、形狀的孔道結(jié)構(gòu)，并具有較大比表面積。大部分沸石分子篩表面具有較強的酸中心，同時晶孔內(nèi)有強大的庫侖場起極化作用。這些特性使它成為性能優(yōu)異的催化劑。多相催化反應(yīng)是在固體催化劑上進行的，催化活性與催化劑的晶孔大小有關(guān)。沸石分子篩作為催化劑或催化劑載體時，催化反應(yīng)的進行受到沸石分子篩晶孔大小的控制。晶孔和孔道的大小和形狀都可以對催化反應(yīng)起著選擇性作用。在一般反應(yīng)條件下沸石分子篩對反應(yīng)方向起主導(dǎo)作用，呈現(xiàn)了擇形催化性能，這一性能使沸石分子篩作為催化新材料具有強大生命力。

雖然沸石分子篩在MTO和SCR等催化反應(yīng)及氣體吸附/分離等方面表現(xiàn)出良好的性能，但在催化中存在的積碳、高溫催化活性差等問題，而對該分子篩的改性尚不足以完全解決這些問題，需進行更為有效的改性以提高其自身性能，深入研究其催化機理，是沸石分子篩今后的發(fā)展方向。