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自1982年首次报道以来,磷酸铝分子筛已成为沸石材料领域的一个重要家族。向磷酸铝分子筛骨架中引入不同价态的杂原子取代Al和P原子，能够在骨架中形成Br nsted酸或Lewis酸中心，使得合成的杂原子磷酸铝分子筛在催化方面具有重要的应用。此外，杂原子磷酸铝分子筛还具有磁性、光致发光等性质。杂原子磷酸铝分子筛的特殊性质与其孔道结构和骨架组成密切相关，因此合成具有新颖结构和特定性能的杂原子磷酸铝分子筛一直是分子筛领域研究的重要内容之一。本论文采用水热方法合成出几种新型金属取代杂原子磷酸铝分子筛，开发了一条无有机模板合成磷酸铝分子筛的新方法，以及利用分子筛为客体载体简单方便制备碳点的有效途径，取得的主要成果如下：1.在Fe2O3-Al2O3-P2O5-DETA-HF-H2O反应体系中，依据主-客体间的电荷平衡原则，利用F－离子与乙二胺为共模板剂，合成了三个具有ACO拓扑结构的磷酸铝铁分子筛：FeAPO-CJ66（a），分子式为|(C2H10N2)4|[Fe6.36Al1.64F1.64（H2O）0.36（PO4）8].2H2O；FeAPO-CJ66（b），分子式为|(C2H10N2)4|[Fe6.67Al1.33F1.33（H2O）0.67（PO4）8].2H2O；FeAPO-CJ66（c），分子式为|(C2H10N2)4|[Fe7.20Al0.80F0.80（H2O）1.20（PO4）8].2H2O。其三维骨架结构由双四元环构成，沿[001]、[010]和[100]方向具有三维交叉8元环孔道。F－离子或水分子位于双四元环中心，双质子化的乙二胺分子填充在孔道中稳定整个结构。通过调变反应凝胶中氢氟酸和磷酸的量，可以控制进入骨架的F–离子的含量，从而达到控制产物晶体中Fe/Al比的目的。穆斯堡尔谱研究表明骨架中的Fe是正二价，磁性测试表明化合物在室温下具有反铁磁性。2.在水热体系中，利用两种空间构象相似，但质子化能力不同有机胺N-甲基哌啶和1,2-环己二胺为模板剂，合成了两种磷酸铝镁分子筛MgAPO-CJ67（a）(分子式为|(C6H14N)2|[Mg2Al7（PO4）9])和MgAPO-CJ67（b）(分子式为|(C6H14N2)1.4（H2O）2H2|[Mg2Al5（PO4）7])。这两个化合物是首次报道的具有LEV拓扑结构磷酸铝镁分子筛。无机骨架中Mg和Al原子共同占用一个晶体学位置，然而其Mg/Al比分别为1/3.5和1/2.5。相比MgAPO-CJ67（b），MgAPO-CJ67（a）具有更好的热稳定性，其无机骨架能稳定到650C。煅烧脱出有机模板剂后，MgAPO-CJ67（a）的BET比表面积为386m2g–1，显示出弱的中强酸性，可能是一个潜在的单点固体酸催化剂。3.在水热反应体系中，利用N-甲基哌嗪（NMP）为有机模板剂，合成出磷酸铝镁微孔化合物JU92(分子式为|C5N2H14|[Mg2Al6（PO4）8（H2O）3])。其三维阴离子骨架结构由AlO4四面体、MgO4（H2O）/MgO4（H2O）2多面体和PO4四面体交替连接而成。该化合物在300C脱除与Mg原子配位的水后，转变为一个具有新型沸石拓扑结构的杂原子磷酸铝分子筛JU92-300(分子式为|C5N2H14|[Mg2Al6（PO4）8])。其无机骨架完全由TO4（T为Mg，Al，P原子）四面体连接构成，具有交叉八元环孔道（孔道大小分别为5.9×1.9A和6.5×1.6A），骨架中含有独特的[68.84]笼结构。Mg原子在无机骨架中占据一个独立的结晶学位置，并分散排布于八元环孔壁上。质子化的N-甲基哌嗪阳离子位于孔道中。JU-300的无机骨架能稳定到650C，具有较好的热稳定性。4.利用JU92多孔材料为载体，在保证骨架中的NMP分子存在的前提下，在300C到450C之间煅烧制备出具有特殊荧光性质的NMP@zeolite材料，使得本身在紫外激发下仅有微弱荧光的NMP分子，复合在分子筛骨架中显现出良好的荧光性质。在保持JU92-300骨架完整的情况下，在更高的温度下（>470C）煅烧，孔道中的NMP分子分解后在孔道中生成纳米碳点（C-dots），从而形成C-dots@zeolite复合材料。该C-dots@zeolite复合材料显现出良好的荧光性质。研究表明，磷酸铝镁分子筛JU92-300在不同温度下（从470C到650C）进行煅烧，C-dots@zeolite的发光颜色可以由黄色调变到蓝色。改变加热时间，可以调控发光的强度。C-dots@zeolite复合材料经NaOH和HF处理后，粒径约为34nm的C-dots可以从JU92-300骨架中分离出来。该工作不仅提供了一种简便可行制备荧光性能优良的C-dots的方法，更提供了一种具有优良荧光性质复合材料的制备方法。5.在水热体系下，以NaOH为矿化剂，在不添加有机模板剂的情况下，首次合成出磷酸铝分子筛JU93（分子式为Na[Al（PO4）OH]·2（H2O））。该分子筛骨架中部分Al是五配位连接，存在Al-O-Al键，具有二维八元环交叉孔道体系。通过热处理等方法去除Al-O-Al连接中的O后，其骨架具有AEN沸石结构。报道的具有AEN结构的磷酸铝分子筛是利用甲胺或二甲胺为模版剂合成的，本工作是首次以廉价的NaOH为矿化剂合成，大大降低了实验成本。