對沸石的非骨架元素的改性方法主要是離子交換法。離子交換法又分為水溶液交換法、固態(tài)離子交換反應(yīng)法、熔鹽交換法、排水溶液交換法，以交換沸石分子篩中的陽離子。沸石具有的陽離子交換能力是其重要性能之一，利用它可調(diào)節(jié)晶體內(nèi)的電場、表面酸堿性、孔道大小，從而可改變沸石的性質(zhì)，調(diào)節(jié)沸石的吸附、分離和催化特性。

水溶液中交換是一種常用的離子交換方法，這種交換方法通常要求欲交換上去的金屬離子在水溶液中沸石的晶體結(jié)構(gòu)。沸石與某種金屬鹽的水溶液相接觸時，溶液中的金屬陽離子可以進(jìn)入沸石中，而沸石中的陽離子可被交換下來進(jìn)入溶液中，這種離子交換過程可用下面通式表示：A+Z-+B+→B++ Z-+A+在離子交換過程中，有時要求達(dá)到較高的交換度，可利用間歇式的多次交換方法或連續(xù)交換法。

多次交換法是沸石經(jīng)過一次交換后進(jìn)行過濾、洗滌，然后再進(jìn)行第二次交換以至多次重復(fù)交換。連續(xù)換法是將沸石裝在填充柱內(nèi)，使金屬鹽溶液連續(xù)通過進(jìn)行交換，直至交換度達(dá)到所需的要求。實踐中發(fā)現(xiàn)，離子交換和高溫焙燒交替進(jìn)行可以提高交換度和交換效率。此外可將多種陽離子同時交換或逐次交換到沸石中，得到含有多種陽離子的沸石。離子交換過程中，所用的陽離子是否可將沸石中的陽離子交換下來，主要取決于交換用陽離子的性質(zhì)和沸石的類型。除這兩個內(nèi)因外，還有交換溫度、交換的濃度、用量、pH值等因素都影響交換過程的進(jìn)行。

以得到該催化劑對特定反應(yīng)的最佳催化活性。如堿土金屬氯化物與絲光沸石進(jìn)行固態(tài)離子交換時，用水蒸氣處理后，其對乙苯歧化反應(yīng)催化活性大大增加。同時鹽類的陰離子也影響固態(tài)反應(yīng)的交換度，金屬氯化物由于在反應(yīng)過程中生成易揮發(fā)的HCl促進(jìn)了交換反應(yīng)的進(jìn)行。固態(tài)離子交換法無疑是將金屬離子引入分子篩孔道中十分簡單而有效的方法，它克服了溶液離子交換法的諸多不利因素，具有潛在的應(yīng)用價值。除以上兩種離子交換法外，還有熔鹽交換法、非水溶液中交換、蒸氣交換法等方法。經(jīng)陽離子改性的沸石在吸附、催化方面表現(xiàn)出良好的性能，改性沸石的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下一些方面。