分子篩是一種具有篩選分子作用的人工合成水合硅鋁酸鹽或天然沸石。它的化學通式為 (M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，其中 M′ 和 M 分別代表一價和二價陽離子，如 K+、Na+、Ca2+、Ba2+ 等。分子篩的結構特點是具有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴，能夠根據(jù)分子的大小和形狀進行篩選和分離。

分子篩的主要特性包括：

吸附性能：分子篩能吸附氣體或液體中的分子，特別是那些具有極性或易極化的分子。
離子交換性能：分子篩骨架外的補償陽離子可以進行離子交換，改變沸石分子篩的性能。
催化性能：由于其特的規(guī)整晶體結構，分子篩可以用作催化劑或催化劑載體，對催化反應起著選擇性作用。
分子篩在多個領域有廣泛應用，包括石油化工、環(huán)保、生物工程、食品工業(yè)、醫(yī)藥化工等。它的應用前景隨著各行業(yè)的發(fā)展而日益廣闊。

分子篩的結構由硅、鋁、氧及其它一些金屬陽離子構成，具有均勻微孔。這些孔徑大小與一般分子相當，因此能夠根據(jù)孔徑大小來篩選不同流體分子。沸石分子篩的孔徑均勻，只有當分子動力學直徑小于沸石分子篩孔徑時，分子才能被吸附。此外，沸石分子篩晶穴內(nèi)具有較強的極性，能與含極性基團的分子發(fā)生強吸附作用。

鋰分子篩，即鋰離子篩，是一種特定類型的分子篩，主要用于鋰離子的篩選和富集。分子篩是一種具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽或天然沸石，具有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴，能夠根據(jù)分子的大小來決定是否被吸附。

近年來，鋰離子篩分和富集已成為研究熱點。中國科學院理化技術研究所與北京航空航天大學的研究團隊合作，在鋰離子篩分研究中取得了新進展。他們開發(fā)了一種基于仿生概念的二維復合材料，構筑了一種類似貝殼的層狀異質(zhì)結構的仿生納米限域孔道復合膜。這種非對稱復合膜可以有效實現(xiàn)鋰離子的篩分和富集，為鋰的回收利用提供了新的可能性。這種復合膜具有的力學性能和穩(wěn)定性，在水處理、能量轉換以及離子電池等領域有潛在的應用價值。

總的來說，鋰分子篩在鋰資源的篩選和回收利用方面展現(xiàn)出的潛力和應用前景。隨著研究的深入和技術的進步，這種材料的應用范圍可能會進一步擴大。

在應用方面，3A分子篩主要用于石油裂解氣、煉廠氣、油田氣及烯烴等的干燥，例如乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥，以及酒精和各種溶劑的脫水。此外，它還用于異丙醇脫水，能直接得到高濃度的異丙醇，且再生效果好，操作簡單。3A分子篩也對乙酸乙酯溶液中微量水分有較強的吸附效果，可以直接獲得高純的乙酸乙酯，且生產(chǎn)工藝簡單，能耗較低 3 。

在制備方面，3A分子篩的制法包括熱合成法、以高嶺土直接制備的方法、快速合成納米3A分子篩的方法，以及包括一次交換和二次交換的方法。這些方法涉及到不同的化學物質(zhì)和反應條件，用于合成具有所需特性的3A分子篩 3 。

3A分子篩在吸附水方面的具體應用主要包括：

石油和化工行業(yè)的氣體干燥：3A分子篩被用于石油裂解氣、煉廠氣、油田氣等氣體中水分的深度干燥。例如，在乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的生產(chǎn)過程中，3A分子篩用于去除氣體中的水分，確保產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。
有機溶劑的脫水：在化工生產(chǎn)中，許多有機溶劑中含有水分，這可能會影響溶劑的性能或反應的效果。3A分子篩能夠有效地去除這些溶劑中的水分，提高溶劑的純度。
酒精脫水：在酒精生產(chǎn)過程中，3A分子篩用于去除酒精中的水分，提高酒精的濃度。這種方法可以得到高濃度的酒精，且3A分子篩的再生效果好，操作簡單。
乙酸乙酯的純化：3A分子篩對乙酸乙酯溶液中的微量水分有較強的吸附效果，可以直接獲得高純度的乙酸乙酯。這種方法生產(chǎn)工藝簡單，能耗較低。
這些應用利用了3A分子篩對水分的強吸附能力，以及其快速吸附速度、多次再生能力、高抗碎強度和抗污染能力，提高了分子篩的利用效率并延長了其使用壽命。

空氣凈化：
在室內(nèi)空氣凈化方面，分子篩可以去除有害氣體和異味。例如，某些分子篩能夠吸附甲醛、苯等有害物質(zhì)，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
廢水處理：
分子篩可用于去除廢水中的重金屬離子和有機污染物。通過吸附和離子交換作用，分子篩可以有效去除水中的有害物質(zhì)，凈化水質(zhì)。
二氧化碳的捕集和分離：
在應對氣候變化和減少溫室氣體排放方面，分子篩可以用于捕集和分離燃煤電廠等工業(yè)源排放的二氧化碳（CO2）。這有助于減少CO2的排放，并可能為碳捕捉和封存技術提供支持。
這些應用展示了分子篩在環(huán)保領域的重要作用，通過去除有害氣體和污染物，分子篩有助于保護環(huán)境和人類健康。隨著環(huán)保要求的提高和技術的進步，分子篩在環(huán)保領域的應用將越來越廣泛。

分子篩在廢水處理領域的新應用包括以下幾個方面：

砷的去除：新型鐵負載ZSM-5分子篩被用于去除廢水中的砷。這種方法通過非均相成核吸附砷，可以在室溫下將砷濃度從100 mg/L降至0.006 mg/L，吸附量達到40.00 mg/g，吸附效率達到99.99%。這種吸附劑表現(xiàn)出良好的重復使用性和穩(wěn)定性，為飲用水和工業(yè)廢水中砷的去除提供了重要思路 。
工業(yè)廢水處理：地質(zhì)聚合物基分子篩被用于處理工業(yè)廢水。這些分子篩由富含硅鋁元素的工業(yè)廢渣制備，具有優(yōu)良的吸附性、耐酸堿腐蝕性和機械性能。它們被用作吸附劑處理工業(yè)廢水，實現(xiàn)資源化利用和“以廢治廢”的目的 。
高氨氮廢水的處理：新型分子篩被開發(fā)用于處理高氨氮廢水。這些分子篩對氨氮具有高選擇性，能夠快速吸附并有效去除氨氮。這種方法不僅提高了處理效率，還降低了處理成本 。