雙相轉(zhuǎn)變機(jī)理
在人們對(duì)于沸石分子篩晶化究竟是通過液相轉(zhuǎn)變機(jī)理還是通過固相轉(zhuǎn)變機(jī)理爭(zhēng)執(zhí)不清時(shí)，八十年代之后，又有科學(xué)家提出了雙相轉(zhuǎn)變的機(jī)理。雙向轉(zhuǎn)變機(jī)理認(rèn)為液相轉(zhuǎn)變和固相轉(zhuǎn)變同時(shí)存在沸石分子篩晶化過程中，既可以分別發(fā)生在兩種晶化反應(yīng)體系中，也可以同時(shí)發(fā)生在一個(gè)體系中。
Gabelica等人從對(duì)ZSM-5分子篩以及Na Y沸石晶化的研究印證了雙相轉(zhuǎn)變機(jī)理的存在性。Iton等人在ZSM-5分子篩的晶化過程中應(yīng)用小角中子散射技術(shù)進(jìn)行研究，同時(shí)發(fā)現(xiàn)使用不同的硅源，ZSM-5沸石分子篩的晶化是遵循不同的機(jī)理進(jìn)行。從而得出即使是同一種類型沸石分子篩，在不同的晶化條件下其生長(zhǎng)的機(jī)理是不一樣的結(jié)論。

水熱合成法是在沸石分子篩合成中常用和有效的途徑，深入研究分子篩水熱合成的主要困難是對(duì)分子篩的生成機(jī)理了解的還不夠清楚。但是，對(duì)于沸石分子篩的合成來說無論哪種生成機(jī)理，其晶化過程都要經(jīng)歷相同的基本步驟：多硅酸鹽與鋁酸鹽的再聚合、分子篩成核、核生長(zhǎng)、分子篩晶體的生長(zhǎng)以及引起的二次成核。為了很好的控制和調(diào)變沸石分子篩的合成反應(yīng)，重要的是研究反應(yīng)的條件對(duì)合成反應(yīng)的影響。根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，下列影響因素在沸石分子篩的合成中占有很重要的地位，主要包括：反應(yīng)物的組成、硅鋁比、堿度、陳化、晶化溫度與時(shí)間等等。研究這些因素對(duì)于合成沸石具有很重要的意義。

反應(yīng)物的起始硅鋁比對(duì)終的反應(yīng)產(chǎn)物有很大的影響，但是這兩者又沒有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般而言低硅鋁比的LTA分子篩、SOD分子篩、FAU分子篩等都是從低的硅鋁比和高的堿度的原始投料體系中晶化而得的。對(duì)于ZSM-5，Beta等這類高硅沸石往往都是從高的投料硅鋁比以及低堿度的原始投料中獲得的。通常而言，增加投料的硅鋁比在一定范圍里往往能增加產(chǎn)物的硅鋁比，但是并不是所有分子篩都能通過調(diào)節(jié)原料硅鋁比來合成高硅或低硅的產(chǎn)物，如高硅LTA分子篩、低硅ZSM-5分子篩等超出正常硅鋁比范圍的產(chǎn)物是很難合成的。另外，終產(chǎn)物中得到的硅鋁比往往低于原始投料的硅鋁比，這是因?yàn)镺H-溶解硅物種，使鋁物種幾乎全部進(jìn)入骨架，母液中留下的是可溶的多余的硅。

沸石合成大都是在堿性條件下合成的，常見的堿是無機(jī)堿氫氧化鈉。我們通常用Na2O/SiO2來表示體系的堿度。一般而言，堿度增加，硅鋁原料的溶解度增加，硅鋁酸鹽聚合度降低，使溶液中的過飽和度增大，從而加快成核速度，結(jié)果縮短了誘導(dǎo)期，使之晶化速度加快。此外，增大堿度時(shí)會(huì)使終產(chǎn)品的粒子變小并且粒徑分布變窄，如在無模板條件下合成具有6nm小尺寸的EMT沸石分子篩。另外當(dāng)體系的堿度增大，有利于生成富鋁的沸石。在無有機(jī)模板存在的條件下，通過讓無機(jī)堿充當(dāng)模板的作用來合成如Beta，RUB-13, ZSM-12，ZSM-23，MCM-68等沸石分子篩，這些沸石分子篩不僅是高度富鋁的而且還是高度富有無機(jī)金屬陽(yáng)離子的。另一個(gè)沸石合成的條件是在含有氟離子的中性或酸性條件下來合成沸石分子篩，氟離子在分子篩合成中取代了堿的作用，來溶解硅鋁酸鹽凝膠。在氟體系下合成的純硅分子篩缺陷較少，也更容易得到比較的大單晶。

從原料的均勻混合到升溫晶化前的靜止過程，這一個(gè)階段被叫做陳化。在陳化過程中，凝膠的組成、結(jié)構(gòu)都是會(huì)發(fā)生變化的，陳化過程有時(shí)甚至是緩慢的成核過程，導(dǎo)致分子篩生長(zhǎng)周期的縮短。為典型的例子是在合成FAU分子篩時(shí)使用的Y導(dǎo)向劑就需要所有反應(yīng)物混合均勻后室溫陳化，這是因?yàn)閷?dǎo)向劑經(jīng)過陳化產(chǎn)生了微小的沸石晶核，并且含有大量的六元環(huán)。

對(duì)于合成沸石分子篩，溫度是一個(gè)很重要的因素。溫度變化會(huì)影響水在反應(yīng)釜中的壓力的變化、硅鋁酸鹽的聚合狀態(tài)和聚合反應(yīng)、凝膠的生成和溶解與轉(zhuǎn)變、分子篩的成核與生長(zhǎng)以及介穩(wěn)相間的轉(zhuǎn)晶。相同的體系在不同的溫度下可能會(huì)得到完全不一樣的物相，溫度越高得到的沸石的尺寸和孔體積越小，晶體骨架密度相應(yīng)增大。一般而言在150 °C以下，初級(jí)結(jié)構(gòu)往往是四元環(huán)或六元環(huán)，而當(dāng)溫度150 °C，則往往是五元環(huán)的初級(jí)結(jié)構(gòu)單元。由此可見，在高溫水熱條件下，無機(jī)物（主要是硅鋁酸鹽物種）的造孔規(guī)律和晶化溫度與水蒸汽壓之間存在著密切的聯(lián)系。
晶化時(shí)間往往也是分子篩合成的一個(gè)重要因素。晶化時(shí)間不夠常常會(huì)有大量的原料未轉(zhuǎn)化，時(shí)間過長(zhǎng)，往往會(huì)發(fā)生晶體轉(zhuǎn)晶的現(xiàn)象，一般由比較空曠的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為比較致密的結(jié)構(gòu)。晶化時(shí)間與晶化溫度往往是相輔相成的，降低溫度，就要增加晶化時(shí)間；升高溫度，有時(shí)就要縮短晶化時(shí)間。