分子篩是一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，M′、M分別為一價、二價陽離子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。它在結構上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴，不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開。根據SiO2和Al2O3的分子比不同，得到不同孔徑的分子篩。

分子篩其型號有：3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10Z(鈣Z型)、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。它的吸附能力高、選擇性強、耐高溫。廣泛用于有機化工和石油化工，也是煤氣脫水的優良吸附劑。在廢氣凈化上也日益受到重視。

分子篩在吸附分離領域的應用：
1、混合二的分離。混合二一般用作溶劑和汽油摻合劑廉價出售，資源浪費十分嚴重。但混合二的四個異構體：乙苯、對二、間二和鄰二都是重要的化工原料，因此有必要將其逐一分離；
混合二的分離方法很多，如精餾法、精密精餾法、加壓結晶法、深冷結晶法等是傳統的分離方法，但它們的共同缺點是能耗大、設備龐大、操作要求高；
吸附分離法是一種的分離方法，其關鍵是吸附劑的制備。由于沸石分子篩其結構的特殊性及種類的多樣化，以沸石分子篩為吸附劑來分離混合二具有很好的應用前景；
2、N2/ O2的分離。在變壓吸附（PSA）法中，沸石分子篩是利用N2/O2兩氣體在其表面平衡吸附的差異，選擇性地吸附 N2。因為 N2的極化率較大，從而 N2與沸石分子篩中的陽離子及其極性表面作用強于 O2。LiA 型沸石分子篩具有更高的 N2/O2選擇比及 N2吸附容量，但熱穩定性較差。于是，Li+、堿土金屬混合陽離子交換后的 A型沸石分子篩具有較高的 N2/O2選擇分離系數、N2吸附容量和較高的熱穩定性。另外低硅鋁比的 X型沸石分子篩引起了人們的關注。人們對其進行了各種離子交換，其 N2/O2分離選擇性較高且熱穩定性較好；
3、提高汽油辛烷值。由于異構烷烴的辛烷值大大正構烷烴，因此利用吸附分離法可以脫除正構烷烴。實際應用中一般將吸附分離與 C5/C6烷烴異構化相配合，將通過吸附分離出來的正構烷烴進行異構化，從而更大程度的提高汽油的辛烷值。A 型沸石分子篩中的鈉離子被鈣離子交換達 40%以上時，它的有效孔徑可增大至 0.5nm，能滿足此分離的要求，分離中烴類混合物通過吸附床層，正構烷烴由于分子外形尺寸小于沸石分子篩孔徑尺寸可以自由進入其孔道中被吸附，異構烷烴的分子尺寸較大不能進入，則流出吸附床層為富含異構烷烴高辛烷值的物料。吸附床層吸附飽和后，用脫附劑將正構烷烴脫附送去異構化反應。 [4]

分子篩基本特性：
分子篩對水或各種氣，液態化合物可逆吸附及脫附；
金屬陽離子易被交換；
分子篩內部空腔和通道形成非常高的內表面積。
1、根據分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應：分子篩晶體具有蜂窩狀的結構，晶體內的晶穴和孔道相互溝通，并且孔徑大小均勻，固定（分子篩空腔直徑一般在3—15埃之間），與通常分子的大小相當，只有那些直徑比較小的分子才能通過沸石孔道被分子篩吸附，而構型龐大的分子由于不能進入沸石孔道，則不被分子篩吸附。而硅膠，活性氧化鋁和活性碳沒有均勻的孔徑，孔徑分布范圍十分寬廣，所以沒有篩分性能。
2、根據分子極性，不飽和度和極化率的選擇吸附：分子篩對于極性分子和不飽和分子有很高的親和力；在非極性分子中，對于極化率在的分子有較高的選擇吸附優勢。此外，沸點越低的分子，越不易被分子篩所吸附。

分子篩的吸附特性：
分子篩對于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力，特別是對于水，在低分壓（甚至在133帕以下）或低濃度，高溫（甚至在100℃以上）等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量；
1、低分壓或低濃度下的吸附：在相對濕度30% 時分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著相對濕度的降低，分子篩的性越發顯著，而硅膠，活性氧化鋁隨著濕度的增加，吸附量不斷增加，在相對濕度很低時，它們的吸附量很少；
2、高溫吸附：分子篩是可用的高溫吸附劑。在100 ℃和1.3 %相對濕度時分子篩可吸附15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下，分子篩仍能吸附相當數量的水分，而活性氧化鋁，特別是硅膠，大大喪失了吸附能力；
3、高速吸附：分子篩對像水等極性分子在分壓或濃度很低時的吸附速率要遠遠超過硅膠，活性氧化鋁。雖然在相對濕度很高時，硅膠的平衡吸水量要分子篩，但隨著吸附質的線速度的提高，硅膠的吸水率越來越不如分子篩。

5A分子篩的有效孔徑為5?（0.5nm），可以吸附小于其孔徑的任何分子，一般稱為鈣分子篩。它除了具有3A，4A分子篩所具有的功效外，還可吸附C3-C4正構烷烴，氯乙烷，溴乙烷，丁醇等；可用于正異構烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附，基于5A分子篩的工業特點，其選擇吸附性高、吸附速度快、特別適用于變壓吸附，可適應各種大小的制氧、制氫、制二氧化碳等氣體變壓吸附裝置，是變壓吸附行業中的。