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沸石分子筛及开放骨架磷酸铝材料由于其结构多样、孔道均一和比表面积大，在化工领域，尤其是在催化和分离方面有着广泛的应用。自从这类材料的出现，人们就希望了解它们的晶化机理，从而实现具有特定结构和性质的分子筛的定向合成。对于这类材料的晶化机理，虽然大家提出了很多观点，但却没有形成统一的认识。另外，由于检测手段等方面的限制，人们对分子筛及无机开放骨架材料的晶化机理认识基本还处于宏观规律阶段。开放骨架磷酸铝是这类材料的重要一员。此类化合物结构组成丰富，合成体系较为简单，只包括Al源、P源、模板剂或结构导向剂以及溶剂等，骨架中的Al、P元素易于核磁表征，非常适合晶化机理的研究。我们以乙二胺为结构导向剂，通过改变反应参数合成出了一维链状、二维层状和三维开放骨架磷酸铝化合物，并对它们的晶化过程进行了研究。本论文针对开放骨架磷酸铝合成体系，只改变一个合成变量，比如晶化温度、溶剂性质以及有机胺的用量等，研究合成变量的改变对产物的影响，研究两种合成体系的晶化过程，尝试理解结构导向效应的本质和来源。对所得到的结果概述如下:1.以乙二胺为结构导向剂，在150C和200C加热摩尔组成为Al2O3: P2O5:2.0乙二胺:226H2O的初始混合物，分别晶化出了二维层状磷酸铝化合物UiO-15和三维开放骨架磷酸铝化合物AlPO4-12。我们测量了UiO-15和AlPO4-12处于不同晶化阶段液相的pH值及Al和P的浓度，用X-射线粉末衍射研究了这两种化合物的晶化过程，用固体魔角自旋核磁共振技术(MASNMR)研究了在UiO-15和AlPO4-12晶化过程中Al和P的配位状态的演化，用“反向进化”法分析了UiO-15和AlPO4-12的核心单元(可能的晶化起点)，探讨了乙二胺在150C和200C结构导向效应发生改变的原因，发现晶化温度的改变对乙二胺的结构影响很小，主要影响了液相中小结构单元的种类和分布，导致不同核心单元(可能的晶化起点)的生成，从而干扰了体系的晶化方向，表现为影响了乙二胺的结构导向效应。2.在水热和溶剂热条件下，以乙二胺为结构导向剂，水和乙二醇为溶剂，从摩尔比为Al2O3:3.0P2O5:4.0乙二胺:90H2O和Al2O3:3.0P2O5:4.0乙二胺:90乙二醇:7.9H2O的初始混合物中分别晶化出了三维(3D)开放骨架磷酸铝化合物AlPO4-12([Al3P3O13][N2C2H10])和一维(1D)链状磷酸铝化合物1([AlP2O8H][N2C2H10])。用粉末X-射线衍射(PXRD)和固体魔角自旋核磁共振(MAS NMR)跟踪了二者的晶化过程及在晶化过程中Al和P的配位态的演化，研究了二者可能的晶化起点的结构(核心单元)，以及这些结构同在晶化过程中最早出现的长程有序结构的关系，在分子水平上研究了溶剂水和乙二醇对乙二胺结构导向效应的影响。3.在150C加热摩尔组成为Al2O3: P2O5:3.0乙二胺:226H2O和Al2O3: P2O5:10.0乙二胺:226H2O的初始混合物分别得到了层状磷酸铝UiO-15和UiO-13。采用多种表征技术研究了二者的晶化过程，对乙二胺在合成层状磷酸铝UiO-15和UiO-13中的结构导向效应进行了研究。4.以3-甲氨基丙胺为结构导向剂，在水热条件下，合成了一例新型开放骨架磷酸铝[C4N2H14][H2Al3P3O14](2)，用单晶X-射线衍射结构分析确定了其结构，利用粉末X-射线衍射技术、热重分析技术、元素分析和扫描电子显微镜等测试手段对其进行了进一步表征。化合物2结晶在正交晶系Pbca空间群，晶胞参数为a=15.9839(11)，b=9.9402(6)，c=18.2261(11)，V=2895.8(3)3。化合物2的无机骨架由铝氧多面体(AlO5/AlO6)和磷氧四面体(PO4)严格交替连接构筑而成，形成了在[010]方向上的一维10元环孔道。每个P原子通过桥氧原子与相邻的四个Al原子相连，而Al原子除了通过桥氧原子与相邻的四个P原子相连之外，还通过带羟基的桥氧原子与一个或两个Al原子相连，分别形成AlO5和AlO6。化合物2在550-600C空气或氧气气氛下煅烧5小时后转变为具有ATV分子筛结构类型的磷酸铝微孔化合物AlPO4-25，发生了相转变。5.以正丙胺为结构导向剂，水和仲丁醇为溶剂，在水热和溶剂热条件下，从摩尔比为Al2O3:2.4P2O5:5.0正丙胺:100H2O/仲丁醇的初始混合物中分别晶化出了具有三维开放骨架结构的磷酸铝化合物3(化学式:[C3NH10][HAl3P3O13])和具有二维层状结构的磷酸铝化合物4(化学式:[C3NH10]3[Al3P4O16])。通过单晶X-射线衍射结构分析确定了它们的结构，使用粉末X-射线衍射(PXRD)、热重(TG)、元素分析(CHN)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了进一步表征。化合物3结晶在P21/c空间群，晶胞参数为: a=8.5831(13)，b=17.677(3)，c=10.4353(12)，=123.887(9)，V=1314.3(3)3。化合物4结晶在P21/c空间群，晶胞参数为: a=11.313(2)，b=14.874(3)，c=18.020(6)，=125.07(2)，V=2481.7(11)3。研究了正丙胺在水和仲丁醇溶剂中的结构导向效应差异，结果表明溶剂的性质对正丙胺在开放骨架磷酸铝晶化过程中的结构导向效应产生了显著影响。