分子筛是一种具有立方晶格的***酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。

自然界中存在一种天然***酸盐，它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石，人工合成的沸石也称为分子筛。分子筛的化学组成通式为：(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O，M代表金属离子(人工合成时通常为Na)，n代表金属离子价数， x代表SiO2的摩尔数，也称为***比，p代表水的摩尔数。分子筛骨架的基本结构是 SiO4和AlO4四面体，通过共有的氧原子结合而形成三维网状结构的结晶。这种结合形式，构成了具有分子级、孔径均匀的空洞及孔道。由于结构不同，形式不同，“笼”形的空间孔洞分为α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “笼”的结构。

通常所说的离子交换是指沸石分子筛骨架外的补偿阳离子的交换。沸石分子筛骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属，它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换成各种价态的金属离子型沸石分子筛。

离子在一定的条件下，如水溶液或受较高温度时比较容易迁移。在水溶液中，由于沸石分子筛对离子选择性的不同，则可表现出不同的离子交换性质。金属阳离子与沸石分子筛的水热离子交换反应是自由扩散过程。扩散速度制约着交换反应速度。

通过离子交换可以改变沸石分子筛孔径的大小，从而改变其性能，达到择形吸附分离混合物的目的。

沸石分子筛经离子交换后，阳离子的数目、大小和位置发生改变，如阳离子交换阳离子后使沸石分子筛中的阳离子数目减少，往往造成位置空缺使其孔径变大；而半径较大的离子交换半径较小的离子后，则易使其孔穴受到一定的阻塞，使有效孔径有所减小。

固相转变机理

固相转变机理是由Flanigen和Breck提出的，也是早提出的沸石分子筛晶化机理。他们认为:在沸石分子筛的整个晶化过程中只是凝胶固相本身在水热条件下产生，然后直接进行***酸盐骨架的结构重排，进而导致了沸石分子筛的成核和晶体的生长，而在沸石分子筛晶化过程中既没有凝胶固相的溶解，也并没有液相直接来参与沸石分子筛的成核以及晶体的生长。

沸石分子筛合成所需的各种原料混合后，主要物种硅酸盐与铝酸盐聚合生成***酸盐初始凝胶。同时，凝胶间液相虽然也产生，然而液相部分并不参与晶化成核的过程中。其次，所形成的***酸盐初始凝胶在OH-离子的作用下却不断发生解聚与结构重排，从而形成某些沸石晶化所需要的初级结构单元。后，这些初级结构单元进一步围绕着水合阳离子发生重排构成多面体，这些多面体再进一步聚合、连接、形成沸石分子筛晶体。