对于沸石分子筛的形成及其生长机理的深入研究有助于人们更好的设计合成新型沸石分子筛拓扑结构、扩展沸石分子筛材料合成新路线、开发沸石分子筛材料的新性质及新用途。尽管沸石分子筛的发展已经有许多年了，但是对于它的合成机理方面一直未有一个真正的定论。研究分子筛的晶化机理即具有十分重要的理论意义，也对合成新型的沸石分子筛合成具有实际的指导意义。目前具有代表性的为固相转变机理（Solid hydrogel Transformation mechanism）、液相转变机理（Solution-mediated Transport mechanism）和双相转变机理这三种机理。
固相转变机理是由Flanigen和Breck提出的，也是早提出的沸石分子筛晶化机理。他们认为:
在沸石分子筛的整个晶化过程中只是凝胶固相本身在水热条件下产生，然后直接进行硅铝酸盐骨架的结构重排，进而导致了沸石分子筛的成核和晶体的生长，而在沸石分子筛晶化过程中既没有凝胶固相的溶解，也并没有液相直接来参与沸石分子筛的成核以及晶体的生长。
，沸石分子筛合成所需的各种原料混合后，主要物种硅酸盐与铝酸盐聚合生成硅铝酸盐初始凝胶。同时，凝胶间液相虽然也产生，然而液相部分并不参与晶化成核的过程中。其次，所形成的硅铝酸盐初始凝胶在OH-离子的作用下却不断发生解聚与结构重排，从而形成某些沸石晶化所需要的初级结构单元。后，这些初级结构单元进一步围绕着水合阳离子发生重排构成多面体，这些多面体再进一步聚合、连接、形成沸石分子筛晶体。
70年代，荷兰科学家Mcnicol等人通过使用分子光谱技术来追踪LTA型沸石分子筛的整个晶化过程，从而在实验上为固相转变机理给予充分的根据。90年代，干胶转化的合成方法的提出也为固相转变机理增加了一个实例。另外，近几年发展起来的固相无溶剂合成的方法的提出也是在一定程度上为固相转变机理提供相应的证据。
Zhdanov的实验表明，沸石分子筛晶体生长速度与液相中多硅酸根和铝酸根离子的浓度息息相关，并且晶化过程中液相各组分浓度是不断变化的，这些实验结果支持了液相转变机理。对液相转变机理有利的证明是从液相中直接晶化沸石分子筛，Koizumi等人直接从澄清溶液中合成出了SOD，GIS、FAU等沸石分子筛。
沸石合成大都是在碱性条件下合成的，常见的碱是无机碱氢氧化钠。我们通常用Na2O/SiO2来表示体系的碱度。一般而言，碱度增加，硅铝原料的溶解度增加，硅铝酸盐聚合度降低，使溶液中的过饱和度增大，从而加快成核速度，结果缩短了诱导期，使之晶化速度加快。此外，增大碱度时会使终产品的粒子变小并且粒径分布变窄，如在无模板条件下合成具有6nm小尺寸的EMT沸石分子筛。另外当体系的碱度增大，有利于生成富铝的沸石。在无有机模板存在的条件下，通过让无机碱充当模板的作用来合成如Beta，RUB-13, ZSM-12，ZSM-23，MCM-68等沸石分子筛，这些沸石分子筛不仅是高度富铝的而且还是高度富有无机金属阳离子的。另一个沸石合成的条件是在含有氟离子的中性或酸性条件下来合成沸石分子筛，氟离子在分子筛合成中取代了碱的作用，来溶解硅铝酸盐凝胶。在氟体系下合成的纯硅分子筛缺陷较少，也更容易得到比较的大单晶。
从原料的均匀混合到升温晶化前的静止过程，这一个阶段被叫做陈化。在陈化过程中，凝胶的组成、结构都是会发生变化的，陈化过程有时甚至是缓慢的成核过程，导致分子筛生长周期的缩短。为典型的例子是在合成FAU分子筛时使用的Y导向剂就需要所有反应物混合均匀后室温陈化，这是因为导向剂经过陈化产生了微小的沸石晶核，并且含有大量的六元环。
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