在建筑施工中,常用铁丝网筛分选沙子,使小粒通过,大粒留下; 在面粉厂,振动的细孔筛中把细粉漏下,粗粒留在筛上。既然可以用孔径粗细相同的筛把直径不同的物质粉粒筛分开来,那么能否根据同样道理把大小不同的分子彼此筛分开呢?早在 200 年前,克龙斯泰特就曾发现,有一类天然沸石,它具有多孔的骨架结构,其中有许许多多孔径大小均匀的通道和排列整齐、内表面面积很大的空穴,这就是天然水合硅铝酸盐晶体。这些晶体只能让直径比空穴孔径小的分子进入,比空穴孔径大的分子阻挡在外面,象筛子一样起到分离筛选分子的作用。这种能把大小不同分子筛分开的晶体就叫分子筛。分子筛可以吸附某些特定大小的分子,因此可用来干燥气体、液体和做化学反应的催化剂等。以分子筛为催化活性组分的催化剂,叫分子筛催化剂。由于分子筛晶体具有良好的耐热和耐水稳定性,所以比以前采用的无定形硅铝催化剂容易再生;分子筛的微孔同分子大小相近似,只能允许比它孔径小的分子自由进出,某种孔径的分子筛就具有很强的选择催化作用,使进入分子筛内晶孔道——催化活性中心的分子才起反应,生成的产物分子比内晶孔道小的才能从分子筛里迅速扩散出来。因此,分子筛催化对反应物和产物都具有很强的选择性,例如,在 ZSM-5 型分子筛上进行的二甲苯异构化反应,由于对二甲苯从分子筛中扩散出来比邻位和间位异构体容易得多,因此,最终产物中对二甲苯产率远远高于普通热力学平衡值。分子筛具有可交换的阳离子,可以引入不同种类、不同性质和价态的阳离子,以改变其性能,使其具有特定的催化能力。用稀土金属离子交换后的分子筛即稀土分子筛,就是工业上一类优良的催化剂。