我们知道使用碳分子筛对氮气进行变压吸附是基于范德华力来分离氧气和氮气。因此，分子筛的比表面积越大，孔径分布越均匀，微孔或亚微孔的数量越多，吸附量同时，如果孔径可以小到尽可能地，范德瓦尔斯力场重叠，并且低浓度物质的分离更好。因此，在PSA制氮设备中，分子筛的性能与整套设备的产气量和能耗直接相关，因此选择合适的吸附剂是最重要的。
分子筛的性能分为四个阶段：
由于制造工艺的限制，第一级碳分子筛只能生产纯度约97％和98％的氮气，回收率仅为26％~34％，能耗高;
第二阶段碳分子筛的性能得到改善，可以获得纯度大于99.9％的氮，但能耗相当惊人，无法获得大规模应用的条件。通过使用97％和98％纯氮气制备该阶段的分子筛。回收率已达到37％至42％，并已被广泛使用。
随着加工工艺的改进，第三阶段分子筛取得了很大进展。它可以一次性生产纯度超过99.99％的氮气。当氮气纯度为99.5％时，回收率为40％。分子筛如德国BF-185，日本武田3K-172，岩谷2GN-H等具有这样的水平。第三代分子筛也是目前最常用的分子筛，国内大多数厂家都在选择。值得自豪的是，近年来国内分子筛的发展非常迅速。其中，长兴科博和威海华泰已经走在前列，生产的分子筛的性能接近进口分子筛的性能。然而，国内分子筛受到条件和重量的影响。目前的性质很差。简单地说，每批次的分子筛性能有一定差异，不如进口分子筛稳定。主要原因是活化孔形成和孔结构调整技术不够成熟，分子筛性能易发生波动。同时，分子筛性能可能迅速降低，并且性能可能在两到三年内降低约15％。然而，由于国内分子筛价格优势很大，其性能接近第三代进口分子筛的性能，并得到了广泛的应用。用户也很难区分进口分子筛和国产分子筛。这使得一些不道德的制造商有机会使用国产分子筛代替进口分子筛，并使用低价招牌来欺骗用户并赚取巨额利润。
