分子筛材料的特殊性能与其孔道结构（如骨架组成、孔道的尺寸、形状、维数、走向、以及孔道表面的性质等）密切相关。分子筛材料在催化、精细化工等领域取得的突出成就奠定了此类材料在合成与制备化学领域的重要战略地位。因此，人们对于这类材料的设计、合成、改性、性质研究以及新合成方法的开发都给予了极大的热情与关注。磷酸铝分子筛由于其新颖的骨架结构和良好的热稳定性，成为分子筛微孔化合物的研究热点之一。将杂原子引入磷酸铝分子筛骨架，不仅丰富了骨架的组成，产生了新颖的分子筛结构，并且赋予这类化合物优良的催化性质、特殊的光学性质以及其它一些电、磁学性质，因此杂原子取代磷酸铝分子筛具有很高的研究价值。本论文中，我们以杂原子取代磷酸铝分子筛为主要研究对象，研究这类材料的合成特点、结构信息以及特殊性质。取得的主要研究成果如下:1.分别以1-甲基哌嗪和1,2-环己二胺为模板剂，首次合成出具有CGS构型的杂原子取代磷酸铝分子筛ZnAPO-CJW1(|(C₅H₁₄N₂)₄|[Zn₈Al₈P₁₆O₆₄]·4H₂O)和ZnAPO-CJW2(|(C₆H₁₆N₂)₄|[Zn₈Al₈P₁₆O₆₄])，并对其进行了结构解析和性质表征，系统地研究了反应体系中各因素对产物的影响。ZnAPO-CJW1/ZnAPO-CJW2具有沿着[100]，[010]，[001]方向上的三维交叉孔道，孔道分别具有10元环，8元环，8元环的开口。晶体结晶在单斜晶系，P21/c空间群，不对称结构单元图中含有4个结晶学不等价的金属Zn（Al）原子（Zn/Al=1/1），4个结晶学不等价的磷（P）原子。ZnAPO-CJW1/ZnAPO-CJW2的骨架结构是由ZnO₄/AlO₄四面体和PO₄四面体严格交替连接形成，骨架的负电荷分别由双质子化的1-甲基哌嗪和1,2-环己二胺平衡。ZnAPO-CJW1/ZnAPO-CJW2也可以看作是由无数个“破损的”双6元环笼型结构单元连接而成，这种连接方式与CHA和AEI结构中双6元环相互的连接方式极为相似，其中模板剂处于10元环孔道中用于平衡骨架负电荷。由于Zn取代量为50%，所以在脱除模板剂的过程中，易造成骨架坍塌。ZnAPO-CJW1/ZnAPO-CJW2的合成丰富了CGS拓扑结构的磷酸铝组成，在磷酸铝性质开发方面具有潜在应用价值及意义。2.首次以1-甲基哌嗪为模板剂，合成出具有LEV拓扑结构类型的杂原子取代磷酸铝分子筛CoAPO-CJW3(|(C₅H₁₄N₂)|[Co₂Al₄P₆O₂₄])，并对其进行了结构解析和组成分析。CoAPO-CJW3具有三维8元环孔道，骨架中Co:Al=1:2，质子化的1-甲基哌嗪存在于8元环孔道中平衡骨架电荷。探讨了同一合成体系中出现的LEV、CHA、CGS三种结构的相关性及模板剂的共性。3.以1,2-环己二胺为模板剂，在水热条件下成功合成出具有新颖拓扑结构的化合物ZnAPO-CJ61(|C₆H₁₆N₂|[Zn₂Al₃P₅O₂₀])，ZnAPO-CJ61具有沿[100]和[010]方向的二维8元环孔道，是ABC-6家族的新成员，骨架包含can笼、d6r笼、gme笼以及一种新颖的笼（[4³4⁶4⁶6²6³8³8⁶]），通常笼型结构单元会成为催化反应进行的场所。本文通过系统调变反应体系中凝胶配比、反应原料、温度、时间等，对ZnAPO-CJ61的合成因素进行了详细的探讨。总之，本论文在杂原子取代磷酸铝分子筛的研究和开发方面做了部分工作，通过对新组成、新结构的杂原子取代磷酸铝分子筛合成与表征，系统考察了杂原子在磷酸铝分子筛中的取代机制及合成规律，为实现以功能为导向的无机微孔晶体材料的定向设计合成积累了一些基础的实验数据和相关资料。