不同的沸石具有確定的不同的內部通道尺度(約在3～11的范圍)，由此形成的物質篩分性可用來對氣體和液體進行分離、凈化和提純。氣體分離是沸石分子篩膜具有重大應用潛力的領域。多孔沸石膜一般通過如下幾種機理來對氣體分子進行分離。

1、粘性流

當氣體分子的平均自由程遠小于沸石結構中的孔隙尺寸時，可認為氣體在碰撞中沒有動量的損失。分子在孔隙中的這種擴散方式被稱為粘性流。氣體的平均壓力、溫度和氣體的粘度是影響粘性流的主要因素。

2、努森擴散

當氣體分子的平均自由程遠大于沸石結構中的孔隙尺寸時，氣體分子的運動主要受孔壁的約束，因此可認為孔隙中的各種氣體彼此近似無關，此時氣體將遵循努森擴散定律。努森擴散的滲透率由分子量的平方根和溫度決定。利用該規律可以對分子量相差較大的氣體分子進行分離。

3、表面擴散

如果利用膜結構對氣體進行吸附時，膜兩側氣壓不同，則會造成兩側氣體分子吸附量的不同，由此導致的濃度梯度促使氣體分子發生遷移。這種表面擴散的機理包括很多方面，比較難以描述，但在低表面濃度的情況下，氣體分子的滲透率可以用二維的菲克定律描述。

4、毛細凝聚和多層擴散

毛細凝聚和多層擴散發生時，需要膜層具有較好的滲透率和較好的選擇性，且被分離的氣體分子具有可凝聚性，此外還要求孔表面對可凝聚組份具有可潤濕性。因此，如果膜層具有較小的孔徑，則可顯著降低毛細管的凝聚壓。

5、分子篩分和構型擴散

當分子的尺寸與膜的孔隙尺寸接近時，可以按分子尺寸的大小對氣體分子進行分離，這種分離過程被稱為分子篩分。經過多年研究，已經制備了多種分子篩膜，例如碳分子篩膜［21］和微孔SiO2膜［22-25］，在一定的尺度范圍內實現對分子的篩分。

微孔沸石分子篩是在工業中應用最為廣泛的一類固體酸催化劑。研究者們認為，反應物分子在沸石孔道內部的擴散線速約為10－8～10－20cm/s。

微孔沸石分子篩的制備可以采用水熱合成法、非水系合成法、蒸汽相合成法、無溶劑干粉體系合成法以及微波技術等。微波加熱是能夠大幅度節省合成時間的一種手段，近年來受到較多的關注。自20世紀80年代起，微波加熱技術被越來越多地應用于分子篩膜的制備和分子篩的改性等方面。