ZSM-5分子篩在國內(nèi)外已有廣泛的用途，作為吸附材料廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境治理中的分離與凈化、干燥等領域；又可作為催化材料而廣泛應用于石油加工、石油化工、煤化工、煤制油及有機合成等領域，如催化裂化、柴油降凝、催化脫蠟、擇形催化、直餾汽油提高辛烷值的芳構化、甲苯歧化、二甲苯異構化、甲醇轉(zhuǎn)化制汽油、甲醇脫水制二甲醚及低碳烴芳構化、C3-C4餾分疊合制汽油等方面；也可作為離子交換材料而應用于洗滌劑工業(yè)、水質(zhì)凈化和污水處理、放射性廢料處理等領域。
ZSM-5分子篩的典型應用如下：
1.二甲苯異構化
對二甲苯是聚脂纖維的重要原料，二甲苯異構化是生產(chǎn)對二甲苯的重要方法之一。在二甲苯異構化反應中，大晶粒ZSM-5對于對二甲苯具有更好的選擇性，可是催化活性比同結(jié)構的小晶粒低。在NiHZSM-5上進行二甲苯異構化，通過用NH3對導致脫烷基和歧化反應的酸中心選擇性中毒，可抑制C8芳烴的損失及提高對和鄰二甲苯的產(chǎn)率。異構化也可在Ni-ZSM-5和含Pt的ZSM-5催化劑上進行。ZSM-5(沸石-硅鋁比≥10)-Pt-Sn用于二甲苯異構化，反應溫度250-550 ℃，催化劑中的S n抑制苯環(huán)加氫。
2.從甲醇合成汽油
用ZSM-5作催化劑，可使甲醇轉(zhuǎn)化為汽油，所得汽油產(chǎn)品的辛烷值高，為優(yōu)質(zhì)汽油產(chǎn)品中不含C10以上的烴類，烴類產(chǎn)品中汽油餾分約占88%，轉(zhuǎn)化率達到10%。含B2O3的ZSM-5結(jié)構型沸石可用于甲醇轉(zhuǎn)化為汽油的催化劑。文獻報道，ZSM-5沸石(SiO2/Al2O3=27～84)用于甲醇轉(zhuǎn)化為汽油，表現(xiàn)出自催化性質(zhì)。把反應溫度從80℃提高到300℃，烴類產(chǎn)量急據(jù)增加。
3 .選擇重整
ZSM-5作催化劑采用類似于選擇重整的工藝，可以增產(chǎn)芳烴，提高重整汽油的辛烷值。且液體產(chǎn)物中芳烴濃度達90%，無需溶劑萃取即可獲得化工級芳烴。與載有不同金屬的ZSM-5產(chǎn)生芳烴的能力對比，發(fā)現(xiàn)載鋅的ZSM-5效果較好。ZSM-5中鋅的存在顯著地改善了它的芳構化作用。
4．苯和乙烯烷基化制乙苯
用HZSM-5或P-HZSM-5作催化劑，可使苯與乙烯進行氣相烷基化反應生產(chǎn)乙苯。在HZSM-5中加入含磷化合物改性后可以提高乙苯的選擇性及降低催化劑的老化速度。
5．甲苯和甲醇的烷基化制取對二甲苯
未經(jīng)改性的ZSM-5催化劑，在甲苯與甲醇的燒基化反應中，一般給出接近平衡的二甲苯混合物。采用大晶粒ZSM-5得到的對二甲苯占所生成的全部二甲苯的46%。烷基化反應中，對二甲苯選擇性一般隨溫度升高而增加。
6．柴油加氫降凝
我國大部分原油屬于石蠟基或中間基原油，蠟含量較高，導致餾分油凝點也高。從我國2005年柴油產(chǎn)需情況看，柴油供應仍不能滿足要求。柴油加氫降凝技術不但可以滿足寒冷地區(qū)對低凝點柴油的需要，而且也是增產(chǎn)柴油的有效手段。
柴油加氫降凝工藝的技術關鍵是加氫降凝催化劑。最初的加氫降凝催化劑是用有機模板劑合成的ZSM-5分子篩為基質(zhì)制備的，缺點是價格昂貴，起始反應溫度高，且存在環(huán)境問題。中國石化撫順石油化工研究院以直接法合成的ZSM-5分子篩為基質(zhì)，采用無機酸處理、浸漬活性金屬鎳和高溫水蒸汽處理等改性工藝，得到價廉、無胺污染和反應性能穩(wěn)定的加氫降凝催化劑，最早實現(xiàn)工業(yè)化的是FDW-1(工業(yè)牌號3881)催化劑，現(xiàn)己在國內(nèi)煉油廠廣泛應用，FDW-1加氫降凝催化劑在哈爾濱煉油廠的應用結(jié)果表明，原料通過臨氫降凝催化劑的擇形裂化作用，凝點由1℃降到-55℃，柴油收率92.5%，汽油收4.0%，液體總收率可達98.5%。
中國石撫順石油化工研究院研究開發(fā)出新一代FDW-3加氫降凝催化劑，其催化性能優(yōu)于3881催化劑，且不但可用于柴油餾分的催化脫蠟，還可用于生產(chǎn)潤滑油化基礎油的催化脫蠟工藝。
7.潤滑油催化脫蠟
潤滑油催化脫蠟工藝是利用ZSM-5分子篩擇形裂化的特性，將原料中的蠟分子轉(zhuǎn)化成C3~C4氣體和石腦油，再經(jīng)蒸餾從潤滑油中脫除，而達到降低傾點的目的。
分子篩屬于高硅沸石，其酸性中心主要來源于和骨架鋁結(jié)合的羥基。由于ZSM-5沸石的硅鋁比可從10直至純硅（si1ica1ite-1)，其固態(tài)酸的類型、強度與分布都可調(diào)控，故被廣泛應用于煉油工業(yè)中，尤其是在柴油降凝、潤滑油催化脫蠟和汽油改質(zhì)中得到廣泛的應用。
