自然界中存在一種天然硅鋁酸鹽，它們具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用。這種天然物質(zhì)稱為沸石，人工合成的沸石也稱為分子篩。

沸石分子篩是結(jié)晶鋁硅酸金屬鹽的水合物，其化學(xué)通式為：Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表陽離子，m表示其價(jià)態(tài)數(shù)，z表示水合數(shù)，x和y是整數(shù)。沸石分子篩活化后，水分子被除去，余下的原子形成籠形結(jié)構(gòu)，孔徑為3～10Å。分子篩晶體中有許多一定大小的空穴，空穴之間有許多同直徑的孔（也稱“窗口”）相連。由于分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內(nèi)部，而把比孔徑大的分子排斥在其空穴外，起到篩分分子的作用，故得名分子篩。沸石分子篩在自然界中即可存在，人工大量合成是從上世紀(jì)70年代開始。

它具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征，表面為固體骨架，內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用?？籽ㄖg有孔道相互連接，分子由孔道經(jīng)過。由于孔穴的潔凈性質(zhì)，分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對(duì)分子進(jìn)行選擇性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子。

離子熱合成法以離子液體或低共熔混合物同時(shí)作為合成反應(yīng)的溶劑和模板劑進(jìn)行合成的方法，該法原理與水熱合成法相同。2004年，Morris小組報(bào)道了分子篩的離子熱合成法。2010年，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所采用離子熱合成法合成了超大孔（20元環(huán)）的磷酸鋁分子篩。該方法優(yōu)點(diǎn)為：離子液體中的有機(jī)陽離子起到溶劑和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的作用；離子液體中離子間有較強(qiáng)的相互作用，單個(gè)分子難以脫離整個(gè)體系，加熱過程一般不產(chǎn)生蒸汽壓，減少高壓帶來的危險(xiǎn)，更適合工業(yè)化生產(chǎn)；缺點(diǎn)是合成周期長、能源消耗大，效率低。

沸石分子篩晶體具有吸附性、可交換性等諸多優(yōu)良性能，所以被廣泛應(yīng)用于石油 化工工業(yè)、洗滌劑工業(yè)、精細(xì)化工等工業(yè)。在沸石分子篩的研究中，以廉價(jià)天然礦物 為原料制備分子篩和其功能性的研究是該領(lǐng)域中具有價(jià)值的研究之一。紅輝沸石 屬于輝沸石族，是其中的一個(gè)礦物種，紅輝沸石以含水架狀鋁硅酸鹽為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)， 在不同溫度環(huán)境下對(duì)各種陽離子具有選擇吸附性，且具有良好的催化功能、可加工性能、低硬度、低熱膨脹性能，且熱穩(wěn)定性較好，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境材料，農(nóng)牧業(yè)改良， 化工添加劑和吸附劑等領(lǐng)域。

天然紅輝沸石具有一定的離子交換和吸附性能，利用其性能可以從污水中吸附氨 氮，從而達(dá)到凈化污水的效果。天然紅輝沸石經(jīng)過特殊處理之后，可以形成分子篩， 分子篩的離子交換與吸附性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)天然沸石，這使其能夠更好地吸附污水中的重 金屬離子及其他有害離子，如：鎳、鋅、鉻、鎘、汞、鐵等離子及酚、氨氮、三氮、 磷酸根離子等有機(jī)物，因此，分子篩是處理污水的新型材料