无机微孔材料由于具有规则的孔道以及丰富的组成而被广泛应用于离子交换、催化、吸附等领域。沸石作为微孔材料中的一个重要家族，它的应用也日益广泛。现有的沸石合成技术生产成本高、工艺复杂，已经远远不能适应发展要求。因此，合理利用廉价的天然沸石矿床，具有重要的现实意义。另外，各种组成不同、结构新颖的磷酸盐微孔化合物的合成也一直倍受关注。虽然天然沸石的储量非常丰富，但是它们的开发和利用却还处于发展中的初级阶段。由于天然沸石矿物纯度较低，硅铝比又较高，所以阳离子交换容量（CEC）普遍偏低，这一特点限制了它们在环保等高产值领域中的应用。目前，天然沸石最常见的改性方法是加热活化和离子交换法，但是这两种方法不能去除杂质或改变沸石的骨架结构，因此对于离子交换性能的提高非常有限。本论文首次使用NaOH溶液水热和NaOH熔融—水热法处理浙江缙云的斜发沸石，研究了各种反应条件对改性结果的影响。研究发现，通过碱溶液水热法可以得到一种阳离子交换容量（231 meq／100g）较高的产物，它是Na-P和石英的混合物，然而石英始终无法溶解，限制了CEC的进一步提高。而通过碱熔水热法，能够得到三种高纯度的合成沸石Na-Y、Na-P和方沸石。其中Na-Y和Na-P都是高性能的阳离子交换剂，CEC分别为275和355 meq／100g，远远高出天然斜发沸石（97 meq／100g）。另外，还使用了XRD、ICP、IR、SEM等手段，对天然沸石及其改性产物进行了全面表征。首次发现，使用NaOH熔融—水热法处理缙云斜发沸石时，在晶化过程中有一种奇特的转晶现象：晶化8 h时，生成Na-Y；12 h时转变成Na-P；并且在12～52 h内，Na-Y与Na-P会相互转化；直到52 h以后，稳定生成P型沸石。使用XRD和ICP对晶化过程进行追踪，发现此转晶过程是直接发生的，没有中间相生成，转晶过程伴有液相组分的参与。此转晶的发生说明具有相对致密结构的Na-P在热力学上更稳定。通过碱溶液水热和碱熔水热这两种改性方法，还成功地将缙云的丝光沸石转变成为高纯度的P型沸石。不过改性产物比较单一，未见Y型沸石生成。其次，本论文还深入系统地研究了天然斜发沸石和两种改性沸石（Na-Y和Na-P）对NH₄⁺的交换反应。热力学研究表明，这三种沸石NNH₄⁺的交换反应都是熵减小的、放热的自发过程。平衡研究显示，在低氨氮浓度时（起始浓度：50～250 mg NH₄⁺／L），沸石对NH₄⁺的吸附等温线比较符合Langmuir模型；而在更宽的浓度范围内（起始浓度：100～800 mg NH₄⁺／L），经验性的Freundlich公式能够更好的拟合实验数据。改性沸石（Na-Y和Na-P）对NH₄⁺的交换性能明显优于天然沸石。改性沸石的氨氮交换速度很快，具有瞬时性；离子交换量很高，在液固比为100／1，NH₄⁺起始浓度小于100 mg／L的时候，它们对氨氮的去除率都在90％以上，适合用于氨氮废水的深度处理；另外，它们对碱具有较好的稳定性，易于再生。溶液中K⁺、Ca²⁺或Mg²⁺离子的存在会使沸石对NH₄⁺的交换量明显降低。不过，这三种共存离子对不同沸石的影响大小并不相同。对于天然斜发沸石，影响的大小顺序为：K^＞Ca²⁺＞Mg²⁺；对于改性沸石（Na-Y和Na-P）：Ca²⁺＞K⁺＞Mg²⁺。这可能是静电自由能和阳离子水合自由能共同作用的结果。第三，在水热体系中，首次合成出具有三维孔道结构的磷酸锌钴化合物[NH（CH₂）₂NH₂（cH₂）₂NH₃]²⁺[Zn（5-x）Cox（PO₄）4]^2-（x≈0.96），并解析出其单晶结构。此化合物具有10员环孔道，这在磷酸锌钴晶体中很少见。另外，有机胺在化合物中不仅起到结构导向剂的作用，它还和金属原子发生配位。最后，在水热体系中，首次合成出具有二维层状结构的草酸锌配位聚合物[Zn₂（C）2O₄)₂（C₃N₂H₄）₂]n，并解析出其单晶结构。此晶体具有草酸锌一维长链，这些长链通过三桥氧原子结合在一起。在此化合物中，草酸根和锌原子有两种不同的配位方式：二双齿配体螯合和二双齿配体桥联螯合，后者在草酸锌中非常罕见。