背景
1932年，McBain提出了“分子篩”的概念。表示可以在分子水平上篩分物質(zhì)的多孔材料。而沸石就是分子篩中的一種，并且沸石在其中最具代表性。人造沸石是：磺酸化聚苯乙烯；天然沸石：鋁硅酸鈉。沸石族礦物常見于噴出巖，特別是玄武巖的孔隙中，也見于沉積巖、變質(zhì)巖及熱液礦床和某些近代溫泉沉積中。河北省圍場縣為目前我國境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的沸石儲量最高的地區(qū)，沸石儲量20億噸以上。
沸石分子篩的結(jié)構(gòu)
沸石分子篩材料的應(yīng)用，是與其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)密不可分的。例如，吸附分離性能取決于分子篩的孔道和孔體積的大??；離子交換性能取決于分子篩中陽離子的數(shù)目、位置及其孔道的可通行性；催化過程中表現(xiàn)出的擇形性與分子篩的孔道尺寸、走向相關(guān)，而催化反應(yīng)中的中間產(chǎn)物以及最后產(chǎn)品和分子篩的孔道維數(shù)或其籠結(jié)構(gòu)相關(guān)。沸石分子篩按其孔或通道體系可分為小孔，中孔（介孔）和雙孔沸石三個(gè)組別。
天然沸石與沸石分子篩區(qū)別
天然沸石，孔徑大小不一，有空泡就可以防止爆沸，卻達(dá)不到工業(yè)生產(chǎn)的高效率需求。沸石在生成時(shí)呈現(xiàn)有某種程度的化學(xué)平衡狀態(tài)，因此可以把它們看作是一種礦物的相，叫做沸石相。這種沸石相是一種介穩(wěn)態(tài)，也就是可以人工合成并在一定程度下穩(wěn)定存在。沸石分子篩的功能則要高級的多，如篩選分子、做催化劑、緩釋催化劑等，因而對孔徑有一定的要求，分布要均一，經(jīng)常是人工合成的。以下從不同角度詳細(xì)介紹兩者的區(qū)別。
1.化學(xué)成分不同
天然沸石的主要化學(xué)成分是鋁硅酸鈉，而分子篩是結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成。
2.特性不同
沸石具有玻璃樣的光澤，可以再重新吸收水或其他液體。分子篩具有吸附能力高，熱穩(wěn)定性強(qiáng)等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點(diǎn)。
3.特征不同
分子篩為粉末狀晶體，有金屬光澤，硬度為3～5，相對密度為2～2.8。天然沸石有顏色，合成沸石為白色，不溶于水，熱穩(wěn)定性和耐酸性隨著SiO2/Al2O3組成比的增加而提高。
沸石分子篩的制備方法
1.水熱、溶劑熱合成法
水（溶劑）熱合成法是將合成沸石的前軀體預(yù)先分散在水（溶劑）溶液中，然后在一定的溫度和自生壓力下經(jīng)過成核、生長、結(jié)晶等過程形成沸石。
2.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，通過一定的溫度將其轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿雍Y。
3.干膠凝膠法
干膠凝膠法是把一定量的沸石合成原料、模板劑和去離子水充分混合均勻后過濾、洗滌，得到無定形凝膠，在凝膠形成后將其烘干變成干粉，最后在水蒸汽氣氛下完成合成。
4.離子熱合成法
離子熱合成法以離子液體或低共熔混合物同時(shí)作為合成反應(yīng)的溶劑和模板劑進(jìn)行合成的方法，該法原理與水熱合成法相同。
沸石分子篩的應(yīng)用
1.石油化工
沸石分子篩在石油化工主要起到催化劑作用，主要在催化裂化、分子重排、分子間偶合、碳碳鍵生成，異構(gòu)化等方面起到促進(jìn)作用。
2.醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)
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，延長藥物作用的時(shí)間，且分子篩無毒無害，服用之后在人身體內(nèi)不發(fā)生吸收，對身體無毒副作用。
3.污水處理
天然紅輝沸石具有一定的離子交換和吸附性能，利用其性能可以從污水中吸附氨 氮，從而達(dá)到凈化污水的效果。天然紅輝沸石經(jīng)過特殊處理之后，可以形成分子篩，分子篩的離子交換與吸附性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然沸石，這使其能夠更好地吸附污水中的重金屬離子及其他有害離子，如：鎳、鋅、鉻、鎘、汞、鐵等離子及酚、氨氮、三氮、磷酸根離子等有機(jī)物。
4.畜牧業(yè)生產(chǎn)
分子篩獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了其有良好的吸附性能和離子交換性能，利用分子篩為載體，吸附接枝抗菌物質(zhì)制成飼料添加劑，可以增加抗菌劑的緩釋能力，提高抗菌劑利用效率，從而達(dá)到事半功倍的目的。
5.農(nóng)業(yè)
利用分子篩的吸附性能及陽離子交換性能，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。