沸石分子篩是結(jié)晶鋁硅酸金屬鹽的水合物，其化學(xué)通式為：Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表陽(yáng)離子，m表示其價(jià)態(tài)數(shù)，z表示水合數(shù)，x和y是整數(shù)。沸石分子篩活化后，水分子被除去，余下的原子形成籠形結(jié)構(gòu)，孔徑為3～10Å。分子篩晶體中有許多一定大小的空穴，空穴之間有許多同直徑的孔（也稱“窗口”）相連。由于分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內(nèi)部，而把比孔徑大的分子排斥在其空穴外，起到篩分分子的作用，故得名分子篩。沸石分子篩在自然界中即可存在，人工大量合成是從上世紀(jì)70年代開(kāi)始。

它具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征，表面為固體骨架，內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之間有孔道相互連接，分子由孔道經(jīng)過(guò)。由于孔穴的潔凈性質(zhì)，分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對(duì)分子進(jìn)行選擇性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子。

沸石分子篩膜中的傳質(zhì)機(jī)理主要是表面擴(kuò)散和活性化擴(kuò)散。表面擴(kuò)散包括吸附和擴(kuò)散過(guò)程，即分子從分離體相進(jìn)入沸石分子孔表面，吸附在表面上和孔中，吸附在表面和孔中的分子在化學(xué)勢(shì)的梯度下，從一個(gè)吸附點(diǎn)躍遷至空位或另一個(gè)吸附點(diǎn)，在膜的透過(guò)側(cè)脫附擴(kuò)散進(jìn)入滲透相?；钚曰瘮U(kuò)散是分子與膜材料表面的吸附作用弱，體相分子進(jìn)入孔后，直接在孔中擴(kuò)散的過(guò)程。因此，沸石分子篩膜分離選擇性由于分子吸附和擴(kuò)散的差異而導(dǎo)致不同，沸石膜材料的表面特性、孔道結(jié)構(gòu)與分子的特性如大小與極性是 決 定 了 膜 的 分 離 性 能。另 一 方面，支撐沸石膜的有效分離層由一多晶沸石層構(gòu)成的，由于是多晶層，因此多晶層的厚度、連續(xù)性、多晶間隙、取向等微觀結(jié)構(gòu)是決定沸石膜的分離效果的根本因素。與其它膜材料同樣，沸石膜開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵任務(wù)在于依據(jù)分離體系的分子特性進(jìn)行膜材料的設(shè)計(jì)和膜的微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控。

氣相合成法
氣相合成法是將不含模板劑的分子篩前軀體制備成干凝膠，而后在少量水和有機(jī)胺作為液相成分的氣氛下，通過(guò)一定的溫度將其轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿雍Y。1990年Xu等提出該法，并成功合成了MFI型分子篩；之后有人利用這種方法合成了ZSM-5和ZSM-35分子篩膜。這種方法的優(yōu)缺點(diǎn)都非常明顯，優(yōu)點(diǎn)是合成過(guò)程無(wú)廢水產(chǎn)生，混合溶劑可以循環(huán)利用，模板劑用量降低，合成分子篩成本更低；缺點(diǎn)是結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，合成周期久，產(chǎn)物易出現(xiàn)雜相。對(duì)于合成分子篩膜，因?yàn)榧訜崧⒓訜岵痪鶆?，沸石就不?huì)在支撐體表面同時(shí)成核，進(jìn)而影響分子篩膜的厚度。

利用分子篩良好的吸附性能和分散性能，可以作為藥物的載體，對(duì)藥物中的有效 成分進(jìn)行吸附接枝，可以提高藥物的緩釋性能，增強(qiáng)藥效，延長(zhǎng)藥物作用的時(shí)間，且 分子篩無(wú)害，服用之后在人身體內(nèi)不發(fā)生吸收，對(duì)身體副作用。還可以載入 特定病菌，有效地抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。沸石分子篩良好的離子交換性能可以吸附交換重金 屬離子，從而可以制備高度活性和耐久性的抗菌劑。

利用分子篩的吸附性能及陽(yáng)離子交換性能，可以改良土壤性能，降低土壤 pH， 提高農(nóng)作物需要的微量元素的供應(yīng)，交換農(nóng)作物所需要的 K、Na、Mg、Ca等離 子，起到間接肥的作用。同時(shí)，分子篩可以吸附雙氫胺等物質(zhì)配成肥料緩釋劑，不僅大幅度提高了氮肥實(shí)際利用率，延長(zhǎng)氮肥有效期，還可以改善農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)狀況，提高 農(nóng)作物生長(zhǎng)活力和抵御病毒能力，終達(dá)到農(nóng)作物增產(chǎn)增收的目的。