沸石也稱為分子篩，是主要由SiO4和AlO4共角四面體結構單元形成的結晶微孔材料，這些結構單元形成具有明確定義的分子尺寸通道和空腔的三維(3D)骨架。晶體內的空隙空間允許沸石根據分子的大小或幾何形狀區分分子。沸石具有可變的化學成分和獨特的孔隙拓撲結構，已被廣泛用于工業應用，例如吸附/分離、離子交換過程以及在煉油和精細化學品合成過程中用作催化劑。

沸石作為自然界中的礦物被發現，是一類重要的無機微孔結晶材料，其氧化物網絡由共角的TO4個原子組成，其中T是指四面體原子，最常見的是Si和Al。自發現以來，沸石在許多不同領域得到了廣泛的應用，尤其是在催化、吸附/分離和離子交換過程中。

合成沸石最初完全由無機試劑制成，并進行了許多實驗以確定各種堿金屬和堿土金屬的影響。1961年，倫敦帝國理工學院的RMBarrer教授開始試驗用四甲基銨(TMA+)3等有機陽離子代替部分堿金屬和堿土金屬陽離子，從而在沸石合成方面取得了重大進展。

美孚石油公司的化學家也開始在沸石合成中使用有機陽離子，并于1967年成為第一個用有機陽離子制造新沸石結構的研究小組，有機陽離子也被稱為模板或結構導向劑(SDA)。即使在今天，使用新的SDA仍然是發現新沸石結構的主要策略。模板是在凝膠化或成核過程中發生的現象，有機分子將氧化物四面體組織成圍繞自身的特定幾何拓撲結構，從而為特定結構類型提供初始構建塊。沸石的合成方法很多，包括水熱/溶劑熱/電離熱方法，有時也通過干凝膠、微波輔助或無溶劑方法進行合成。SDA在沸石的合成過程中是必不可少的。

沸石微孔具有分子大小，使其具有吸附性（Beta型沸石和Y型系列沸石）、催化性（SBA-15、SBA-16、MCM-41、Al-MCM-41、MCM-48、FDU-12、ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22、ZSM-35、SAPO-11、SAPO-34、TS-1、SSZ-13和KIT-6）和離子交換（β沸石）)特性，這些特性在工業化學領域至關重要。此外，人們對與過程強化、綠色化學、混合材料、醫學、動物食品用途、光電應用、多功能織物和納米技術相關的新型沸石應用的研究越來越感興趣。

關于沸石吸附化學物質的最基本的考慮因素是分子篩分。微孔大小決定了吸附分子對內部吸附表面的可及性。動力學直徑太大而無法通過沸石孔的物質被有效地“篩分”。這種“篩子”效應可用于按大小和形狀分離分子。沸石對特定吸附物的選擇性取決于分子的空間效應、磁化率和極化率。

沸石用于多個工業領域的許多分離和純化應用，例如石油精煉過程、石化、天然氣處理、工業氣體生產和純化、特種化學品和制藥。沸石上的吸附在減少環境廢物應用（即從工業廢氣中回收溶劑、放射性廢物管理和制造無磷酸鹽洗衣洗滌劑的助洗劑）中也發揮著相關作用。下表報告了用沸石進行的代表性商業吸附分離。

沸石是一種結晶微孔材料，廣泛用于精煉和生產化學品和石化產品領域中。這些材料作為固體酸或堿性催化劑的優點已在文獻中廣泛討論。特別是酸性沸石因其優異的催化性能而被廣泛用作煉油和石化行業的催化劑，可以替代有害酸，減少鹽類和其他廢物，并防止工廠設備腐蝕。

在過去幾年中，使用酸性沸石作為催化劑合成化學中間體和精細化學品的工作量大大增加。沸石材料中孔隙拓撲結構和孔隙尺寸的多樣性以及調節其酸度（或堿度）的可能性以及再生的可能性使這些材料成為合成精細化學品的有吸引力的多相催化劑。

并且，燃料電池有望為固定、移動和便攜式應用提供清潔和高效的能源。為提高性能，沸石和介孔材料越來越多地用于燃料電池。它們已被用于增加質子傳輸、減少燃料交叉和改善電解質膜中的水管理。它們在燃料電池中用作電極和電催化劑，也用于燃料轉化、重整和儲存。沸石和分子篩在燃料電池研究中的貢獻主要分為三個部分：（1）電解質膜中的沸石，（2）燃料電池電催化中的沸石，以及燃料電池燃料加工中的沸石。