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  泡沸石或沸石,是一种结晶型的铝硅酸盐,其晶体结构中有规整而均匀的孔

道，孔径为分子大小的数量级,它只允许直径比孔径小的分子进入,因此能将混

合物中的分子按大小加以筛分。故称分子筛。早在200多年前,B.克龙施泰特

第一个把铝硅酸盐命名为泡沸石，化学组成通式为式中M与n是金属离子及其

价数；x是二氧化硅的分子数;y是水的分子数；p是铝的原子数；q是硅的原子

数。分子筛在化学工业中作为固体吸附剂，被其吸附的物质可以解吸，分子筛

用后可以再生。还用于气体和液体的干燥、纯化、分离和回收。20世纪60年

代开始，在石油炼制工业中用作裂化催化剂，现在已开发多种适用于不同催化

过程的分子筛催化剂。狭义上讲，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅

氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成 分子尺寸大小（通常为

0.3~2.0 nm）的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性。然而随着分子

筛合成与应用研究的深入，研究者发现了磷铝酸盐类分子筛，并且

分子筛的骨架元素（硅或铝或磷）也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、

Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代，其孔道和空腔的大小也可达到2 nm以上，因

此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分

子筛；按孔道大小划分，孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分

子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。由于具有较大的孔径，成为较大尺寸

分子反应的良好载体，但介孔材料的孔壁为非晶态，致使其水热稳定性和热稳

定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。 

由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水，水分子在加热后

连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许

多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的

分子吸附到孔穴的部中来，而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径

大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分

子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。目前分子筛在冶金化

工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。^[1]

分子筛有天然沸石和合成沸石两种。①天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质

沉积岩在海相或湖相环境中发生反应而形成。目前已发现有1000多种沸

矿，较为重要的有35种，常见的有斜发沸石、丝光沸石、毛沸石和菱沸石等。

主要分布于美、日、法等国，中国也发现有大量丝光沸石和斜发沸石矿床，日

本是天然沸石开采量最大的国家。②因天然沸石受资源限制，从20世纪50年

代开始，大量采用合成沸石（见表）。

商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A型、4A型、

5A型分子筛。4A型即表中A类，孔径4Å。含Na⁺的A型分子筛记作Na-A,若其中

Na⁺被K⁺置换,孔径约为3Å，即为3A型分子筛；如Na-A中有1/3以上的Na⁺被

Ca²⁺置换,孔径约为5Å，即为5A型分子筛。 　

分子筛 - 性能

　分子筛为粉末状晶体，有金属光泽，硬度为3～5，相对密度为2～2.8，天然沸石有颜色，合成沸石为白色,不溶于水,热稳定性和耐酸性随着SiO₂/Al₂O₃组成比的增加而提高。分子筛有很大的比表面积,达300～1000m²/g，内晶表面高

度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强

度，能引起正碳离子型的催化反应。当组成中的金属离子与溶液中其他离子进

行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制得不同性能的

子筛催化剂。分子筛为粉末状晶体，有金属光泽，硬度为3～5，相对密度为

～2.8，天然沸石有颜色合成沸石为白色,不溶于水,热稳定性和耐酸性随着

SiO₂/Al₂O₃组成比的增加而提高。分子筛有很大的比表面积,达301000m²/g，内晶

表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与

酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。当组成中的金属离子与溶液中其他离

子进行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制

得不同性能的分子筛催化剂。

 　有水热合成、水热转化和离子交换等法：

①　水热合成法　用于制取纯度较高的产品，以及合成自然界中不存在的分子

筛。将含硅化合物（水玻璃、硅溶胶等）、含铝化合物（水合氧化铝、铝盐

等）、碱（氢氧化钠、氢氧化钾等）和水按适当比例混合，在热压釜中加热一

定时间，即析出分子筛晶体。合成过

程可用下式表示：

工业生产流程中一般先合成Na-分子筛，如13X型与10X型分子筛的合成（

图）。在水热合成过程中添加某些添加剂可以改变最终产品的结构,如加入季

胺盐可得到ZSM-5型分子筛。

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