Ein Molekularsieb wird verwendet, um Gase und Flüssigkeiten zu trocknen oder zu absorbieren. Molekularsiebe bestehen aus porösen Materialien, meist einer Aluminosilikatverbindung namens Zeolith, und werden verwendet, um Substanzen auf molekularer Ebene zu trennen. Diese Siebe werden hauptsächlich als Trocken- oder Trockenmittel verwendet, werden aber auch häufig in der Erdölindustrie zur Reinigung von Gasen verwendet.
So wie ein Sieb Steine von Sand trennt, trennt ein Molekularsieb größere Moleküle von kleineren. Zum Beispiel haben Wassermoleküle einen Molekülradius von 0.193 nm, während ein Acetonmolekül einen Radius von 0.308 nm hat. Das Eingießen einer Acetonlösung in ein Molekularsieb würde dazu führen, dass die kleineren Wassermoleküle das Sieb passieren, während die größeren Acetonmoleküle zurückbleiben, wodurch der Alkohol getrocknet wird. Wenn zwei Moleküle gleich groß sind, können Molekularsiebe auch Moleküle aufgrund der Polarität der Moleküle trennen. Die polareren Moleküle werden absorbiert, als ob sie die kleineren Moleküle wären.
Im Gegensatz zu Sieben, die Gesteine von Sand trennen, lassen Molekularsiebe die kleineren Moleküle nicht einfach durch sie hindurch. Stattdessen werden diese Moleküle vom Sieb absorbiert. Die leeren Räume in der Siebstruktur, die Poren, enthalten diese kleineren Moleküle, so dass die Wirksamkeit eines Siebes nicht nur von der Größe der Poren abhängt, sondern auch davon, wie viel Leerraum innerhalb der Siebstruktur verfügbar ist.
Molekularsiebe können etwa 24 Prozent ihres Gewichts aufnehmen. Sobald das Wasser in den porösen Löchern absorbiert und die getrockneten oder gereinigten Materialien wiedergewonnen sind, kann das Wasser auf verschiedene Weise entfernt werden. Da Wärme die Molekularstruktur eines Siebes nicht verändert, wird Wasser oft entfernt, indem das Sieb zwei Stunden lang auf 482 °F (250 °C) erhitzt und dann bei minimalem Kontakt mit feuchter Luft abgekühlt wird.
Das poröse Material in einem Molekularsieb hat eine kristalline Struktur und hat völlig einheitliche Porengrößen. Diese Größen unterscheiden sich jedoch je nach Siebtyp. Es gibt verschiedene Typen, darunter Isolierglas-Molekularsiebe, Typen 3A–5A und Typ 13X.
Isolierglas-Molekularsiebe werden speziell zur Herstellung von Isolierglas verwendet. Sie verhindern, dass sich Wasser in der Glasoberfläche ansammelt. Siebe 3A und 4A sind universelle Trockenmittel. 3As werden hauptsächlich zum Trocknen oder Dehydratisieren von Kohlenwasserstoffen verwendet. Dies ist der Siebtyp, der im früheren Beispiel zum Trocknen von Aceton verwendet wurde. 4A-Siebe werden in geschlossenen Systemen wie elektrischen Komponenten und Medikamentenverpackungen verwendet, um Trockenheit zu gewährleisten.
5A-Siebe werden verwendet, um unerwünschten Schwefelwasserstoff, ein extrem giftiges Gas, und Kohlendioxid aus Erdgasen zu entfernen. Diese werden häufig von der Erdölindustrie verwendet. 13X-Siebe werden nur kommerziell zum Trocknen von Gasen verwendet.