يستخدم منخل الكربون الجزيئي خصائص الغربلة لتحقيق غرض فصل الأكسجين والنيتروجين. عندما تمتص المناخل الجزيئية غازات الشوائب، تلعب المسام الكبيرة والمتوسطة دور القنوات فقط، ويتم نقل الجزيئات الممتصة إلى المسام الدقيقة والمسام الدقيقة الفرعية، والمسام الدقيقة والمسام الدقيقة الفرعية هي الأحجام التي تلعب حقًا دور الامتصاص. تحتوي المناخل الجزيئية الكربونية على عدد كبير من المسام الدقيقة التي تسمح للجزيئات ذات الحجم الحركي الصغير بالانتشار بسرعة في المسام مع تقييد دخول الجزيئات ذات القطر الكبير. نظرًا للاختلافات في معدلات الانتشار النسبية لجزيئات الغاز ذات الأحجام المختلفة، يمكن فصل مكونات خليط الغاز بشكل فعال. لذلك، في تصنيع المناخل الجزيئية الكربونية، وفقًا لحجم الجزيئات، يجب أن يكون التوزيع الدقيق الداخلي للمناخل الجزيئية الكربونية 0.28~0.38nm. في نطاق حجم المسام الدقيقة هذا، يمكن للأكسجين أن ينتشر بسرعة في المسام من خلال الفتحات الدقيقة، بينما يصعب مرور النيتروجين عبر الفتحات الدقيقة، وبالتالي تحقيق فصل الأكسجين والنيتروجين. إذا كان حجم المسام كبيرًا جدًا، فمن السهل دخول الأكسجين والنيتروجين إلى المسام الدقيقة ولا يمكنه لعب دور الفصل، وإذا كان حجم المسام صغيرًا جدًا، فلا يمكن للأكسجين والنيتروجين دخول المسام الدقيقة، ولا يمكنهما لعب دور الفصل.
بسبب الظروف المحدودة، لا يتم التحكم جيدًا في حجم مسام المناخل الجزيئية المحلية. يبلغ توزيع حجم المسام الدقيقة للمناخل الجزيئية الكربونية في السوق {{0}}.3~1nm، وقد حققت المناخل الجزيئية Iwatani فقط 0.28~0.36nm. المواد الخام للمناخل الجزيئية الكربونية هي قشور جوز الهند والفحم والراتنج وما إلى ذلك، والتي يتم سحقها بعد المعالجة، ثم تعجن مع المادة الأساسية، والمواد الأساسية هي بشكل أساسي لزيادة القوة ومنع كسر المادة وسحقها؛ والخطوة الثانية هي تنشيط المسام، ويتم إدخال المنشط عند درجة حرارة 600~1000 درجة، والمنشطات المستخدمة بشكل شائع هي بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والأكسجين ومخاليطها. يقومون بإجراء تفاعلات كيميائية حرارية مع ذرات الكربون غير المتبلورة الأكثر نشاطًا لتوسيع مساحة السطح المحددة وتشكيل ثقوب تدريجيًا، ويتراوح وقت التنشيط من 10 إلى 60 دقيقة؛ الخطوة الثالثة هي تعديل بنية المسام، وذلك باستخدام بخار المواد الكيميائية: مثل البنزين الذي يتم ترسيبه على جدار المسام الدقيقة للمنخل الجزيئي الكربوني لضبط حجم المسام لتلبية المتطلبات.