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自然界中存在一种天然硅铝酸盐，它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石，根据沸石的结构，人工合成的沸石称为分子筛。
碳分子筛分离空气的能力，取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度，氧分子通过碳分子筛微孔系统的狭窄空隙的扩散速度要比氮分子快得多，碳分子筛空分制氮就是基于这一性能，通过PSA使氮气从空气中分离出来。
碳分子筛是一种碳素吸附剂，由碳组成的多孔物质，孔结构模型为无序堆积碳素结构。碳分子筛是非计量化合物，其重要性质是基于它的微孔结构。它分离空气的能力，取决定于空气中气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度，或不同的吸附力，或两种效应同时起作用。
30多年来，人们用酚醛树脂和椰子壳为原料，控制碳分子筛微孔直径制造碳分子筛用于分离各种气体，用于制氮机和其它变压吸附气体发生器。制备氮气用碳分子筛（CMS）和甲烷碳分子筛（CH4），其制备方法包括四个步骤：
1）碳质材料的破碎、预处理、成型和干燥；
2）成型产品在惰性气氛中碳化；
3）活化；
4）微孔直径调节。
当碳分子筛的微孔直径分布均匀，且微孔直径介于两种气体之间且与待分离组分的分子直径相近时，混合气体在孔隙中的扩散速率或吸附速率不同，从而实现气体分离。
分子筛是具有形状选择性的吸附、催化材料，不仅可望通过选择性催化以减少副产品的生成、提高反应原料的利用率，而且可以通过结构调整、负载改性等手段形成生产所需的功能催化材料，因此越来越多被研究利用到诸多领域，使用也越来越广泛。
性能
分子筛为粉末状晶体，有金属光泽，硬度为3～5，相对密度为2～2.8，天然沸石有颜色，合成沸石为白色，不溶于水，热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成比的增加而提高。分子筛有很大的比表面积，达300～1000m2/g，内晶表面高度极化，为一类吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。当组成中的金属离子与溶液中其他离子进行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制得不同性能的分子筛催化剂。
