分子筛是变压吸附空分制氮技术中至关重要的吸附剂，它具有均匀微孔和特殊的晶体结构，其孔径与流体分子的直径相当，从而构成独特的吸附与催化的选择性，以及特定“筛”的性质，它可以筛分大小不同的流体分子，阻止直径大于微孔的分子通过而允许直径小于微孔分子通过，这种作用叫做分子筛的位阻效应，或称筛分作用。
在变压吸附制取氧气各氮气的设备中，主要采用沸石分子筛和碳分子筛。
1、沸石分子筛
它是一种人工合成的无机吸附剂，其组成与天然沸石相近，是具有多孔笼形骨架结构的结晶硅铝酸盐化合物。
沸石分子筛以SiO2和Al2O3为主要成分，并通过共用氧原子相连接，它的一般化学组成通式为：
〖M2 (I)，M(II)〗O·Al2O3·nSiO2·mH2O
由于沸石分子筛具有多孔笼形骨架的晶体结构，其晶穴体积占沸石晶体体积的50%以上，同时，内晶表面高度极化，晶穴内有较强的静电场，微孔分布均匀，大小与普通分子相当，巨大的比表面可容纳相当数量的吸附质分子，并能按吸附质的大小和形状进行筛分。
分子直径比沸石分子筛筛孔小的分子，虽然都能进入孔穴内，但仍可借助于不同的分子极性、不饱和度、极化率及空间构型等所产生的吸附强弱和扩散速度上的差异来分离气体分子。这是由于阳离子和带负电荷的硅铝氧骨架所构成的沸石本身是一种极性物质，可以通过静电诱导而使分子极化。所以，凡极性越强，或越容易被极化的分子，也就越容易被吸附。
沸石分子筛在低吸附质浓度（或高吸附温度下），仍具有高效的吸附能力，其原因就在于，它的吸附力性质与其他吸附剂有所不同。例如，活性碳的吸附力是色散力的作用，而沸石分子筛不仅有色散力的作用，而且存在较大的静电力。由于沸石分子筛的晶穴里含有阳离子，加上骨架氧带有负电荷，这样在阳离子四周产生强大的局部正电场。由于两者的共同作用，沸石分子筛具有特别强的吸附能力。
两种常用沸石分子筛结构图
沸石分子筛的吸附作用有两个特点：（1）表面上的路易斯中心极性很强；（2）沸石中的笼或通道的尺寸很小，使得其中的引力场很强。因此，其对吸附质分子的吸附能力远超过其他类型的吸附剂。即使吸附质的分压（或浓度）很低，吸附量仍很可观。沸石分子筛的吸附分离效果不仅与吸附质分子的尺寸和形状有关，而且还与其极性有关，因此，沸石分子筛也可用于尺寸相近的物质的分离。
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