沸石分子筛由于具有独特的孔道结构、较强的酸性和很好的孔道择形性，因此在工业催化裂解、烷基化、芳构化、异构化反应中都有着广泛的应用。微孔沸石分子筛经过焙烧或者水热处理后，使部分铝从骨架上脱离下来形成非骨架铝，不仅可以提高分子筛的热稳定性，而且还可以提高其催化活性。长期以来，由于缺乏有效的表征手段，有关分子筛的脱铝修饰过程、非骨架铝的结构、各种活性铝物种的空间邻近性和相互作用等关键科学问题一直都不是很清楚，这极大地妨碍了人们认识多相催化机理和制备高活性的催化剂。二维双量子魔角旋转核磁共振技术(DQ-MASNMR)能够从原子水平上揭示材料中各种活性位点之间的空间邻近性和相互作用。本文利用二维双量子魔角旋转核磁共振技术结合各种探针分子实验深入研究了广泛应用于石油化工上的几种典型分子筛的脱铝机理和酸位空间邻近性，取得了一些有意义的结果。　　 (1)采用灵敏度增强的27Al DQ-MAS NMR新技术，在高场下首次获得了H-Y沸石分子筛的二维高分辨27Al DQ-MAS NMR谱。实验发现：在H-Y分子筛中骨架铝自身之间是空间相互邻近的，脱铝后产生三种不同形式的非骨架铝物种，而且它们都与骨架铝相邻近。结合理论计算，我们提出了H-Y分子筛的脱铝机理：首先，骨架铝在加热过程中水解脱除生成Al(OH)3物种，接着，随着焙烧温度的升高，Al(OH)3物种与骨架铝羟基(即SiOHAl，B酸)发生相互作用，消去一个水分子转变成Al(OH)2+物种，随后，焙烧温度的进一步升高，Al(OH)2+物种与骨架铝羟基再次发生相互作用转变成AlOH2+物种。另外，27Al3Q-MAS NMR实验也佐证了上述各种铝物种的存在形式。　　 (2)采用1H和27Al DQ-MAS固体NMR技术研究了两种典型高硅分子筛催化剂H-ZSM-5和H-MOR中的B/L酸协同效应。1H DQ-MAS NMR研究表明：在未脱铝的两种分子筛中B酸位和非酸性的硅羟基自身之间是空间相互邻近的。脱铝后，两种分子筛的B酸位自身之间都不再相互邻近，但发现B/L酸之间是空间相互邻近的，预示着B/L酸之间可能存在协同效应。用27Al DQ-MAS NMR研究了两种脱铝高硅分子筛中各种铝物种之间的空间邻近性，发现骨架铝与非骨架铝物种相互邻近，这从另一个角度也暗示了B/L酸之间存在协同效应。丙酮探针分子的NMR实验结果表明：由于B酸和L酸之间存在协同效应，使得高硅分子筛脱铝后的酸性明显增强。基于各种NMR实验结果，提出了高硅分子筛的脱铝机制和B/L酸协同作用机理模型。　　 (3)采用双量子固体NMR结合各种探针分子技术研究了H-MCM-22分子筛的酸性，包括酸类型、酸浓度、酸位接近性、酸位分布和酸位邻近性。1H和27AlDQ-MAS NMR研究均表明：B酸位(桥式羟基或骨架铝)和L酸位(非骨架铝羟基或非骨架铝物种)之间是空间相互邻近的，预示着B/L酸之间可能存在协同效应。TMP探针分子实验揭示了在原粉H-MCM-22分子筛中只存在一种B酸位，脱铝后产生了两种不同的L酸位。丙酮探针分子的NMR实验结果证实了由于B/L酸之间存在协同效应，使得脱铝H-MCM-22分子筛的酸性明显增强。氘代吡啶探针分子揭示了B/L酸协同效应很可能在H-MCM-22分子筛的超笼中产生。TMPO探针分子揭示了H-MCM-22分子筛中的酸位分布状况，发现脱铝后产生了更多的强酸位。