不同的沸石具有確定的不同的內(nèi)部通道尺度(約在3～11的范圍)，由此形成的物質(zhì)篩分性可用來對氣體和液體進(jìn)行分離、凈化和提純。氣體分離是沸石分子篩膜具有重大應(yīng)用潛力的領(lǐng)域。多孔沸石膜一般通過如下幾種機(jī)理來對氣體分子進(jìn)行分離。

1、粘性流

當(dāng)氣體分子的平均自由程遠(yuǎn)小于沸石結(jié)構(gòu)中的孔隙尺寸時，可認(rèn)為氣體在碰撞中沒有動量的損失。分子在孔隙中的這種擴(kuò)散方式被稱為粘性流。氣體的平均壓力、溫度和氣體的粘度是影響粘性流的主要因素。

2、努森擴(kuò)散

當(dāng)氣體分子的平均自由程遠(yuǎn)大于沸石結(jié)構(gòu)中的孔隙尺寸時，氣體分子的運(yùn)動主要受孔壁的約束，因此可認(rèn)為孔隙中的各種氣體彼此近似無關(guān)，此時氣體將遵循努森擴(kuò)散定律。努森擴(kuò)散的滲透率由分子量的平方根和溫度決定。利用該規(guī)律可以對分子量相差較大的氣體分子進(jìn)行分離。

3、表面擴(kuò)散

如果利用膜結(jié)構(gòu)對氣體進(jìn)行吸附時，膜兩側(cè)氣壓不同，則會造成兩側(cè)氣體分子吸附量的不同，由此導(dǎo)致的濃度梯度促使氣體分子發(fā)生遷移。這種表面擴(kuò)散的機(jī)理包括很多方面，比較難以描述，但在低表面濃度的情況下，氣體分子的滲透率可以用二維的菲克定律描述。

4、毛細(xì)凝聚和多層擴(kuò)散

毛細(xì)凝聚和多層擴(kuò)散發(fā)生時，需要膜層具有較好的滲透率和較好的選擇性，且被分離的氣體分子具有可凝聚性，此外還要求孔表面對可凝聚組份具有可潤濕性。因此，如果膜層具有較小的孔徑，則可顯著降低毛細(xì)管的凝聚壓。

5、分子篩分和構(gòu)型擴(kuò)散

當(dāng)分子的尺寸與膜的孔隙尺寸接近時，可以按分子尺寸的大小對氣體分子進(jìn)行分離，這種分離過程被稱為分子篩分。經(jīng)過多年研究，已經(jīng)制備了多種分子篩膜，例如碳分子篩膜［21］和微孔SiO2膜［22-25］，在一定的尺度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對分子的篩分。

微孔沸石分子篩是在工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的一類固體酸催化劑。研究者們認(rèn)為，反應(yīng)物分子在沸石孔道內(nèi)部的擴(kuò)散線速約為10－8～10－20cm/s。

微孔沸石分子篩的制備可以采用水熱合成法、非水系合成法、蒸汽相合成法、無溶劑干粉體系合成法以及微波技術(shù)等。微波加熱是能夠大幅度節(jié)省合成時間的一種手段，近年來受到較多的關(guān)注。自20世紀(jì)80年代起，微波加熱技術(shù)被越來越多地應(yīng)用于分子篩膜的制備和分子篩的改性等方面。