论文设计并提出了基于原子经济反应的LDHs（Layered double hydroxides）清洁合成路线。碳酸根插层LDHs（MgAl-CO₃-LDHs）是衍生LDHs材料家族的“基块”。本课题以MgAl-CO₃-LDHs作为合成对象,对该原子经济反应进行了热力学可能性分析和反应动力学特性及机理研究。计算表明,该反应在很宽的温度压力范围内是热力学可行的;动力学研究表明,该反应在常压回流条件下服从瞬间成核、二维生长的扩散控制动机理（Al机理）,反应动力学模型为g（α）=-ln（1-α）,提高反应温度和压力后该反应由瞬间成核扩散控制机理转化为三维相界面反应过程控制机理,反应动力学模型为g（α）=1-（1-α）^1/3。在上述反应机理指导下,通过反应强化使反应速度得到大幅度提高,在180℃,1.0 MPa条件下成功合成出了高纯度,晶型完整的MgAl-CO₃-LDHs产品。在此基础上,以原子经济反应合成硼酸根插层LDHs（MgAl-B-LDHs）为例,探讨了该清洁合成路线的可拓展性。经过反应参数优化,在220℃,固含量8～12 wt%,反应时间4～6h条件下,成功合成出了高纯度、高结晶度的MgAl-B-LDHs。XRD晶体结构分析和ICP元素分析表明,产物MgAl-B-LDHs为倾斜排列的B₃O₃（OH）₄^-离子和少量B（OH）₄^-离子协同插层LDHs。表明该原子经济反应可以应用于其他阴离子插层LDHs的合成。热分解是LDHs的重要性质,也是LDHs材料诸多应用的基础。层板脱羟基和层间阴离子分解是LDHs分解过程中两个最重要的步骤。它们总是发生在相同的温度区间内,传统的TG和DSC等热分析手段无法将其区分开来。本课题利用热-质联用技术（TG/DAT-MS）研究了NiAl-NO₃-LDH的受热分解行为,并首次利用质谱（MS）数据分别研究了LDHs层板脱羟基和层间阴离子分解过程的动力学特性和反应机理。研究结果表明,层板脱羟基过程服从Al动力学模型,即瞬间快速成核、二维扩散控制的一级Avrami-Erofe’ev反应机理,反应动力学模型为g（α）=-ln（1-α）,平均反应活化能约等于129.0 kJ·mol^-1;层间NO₃^-离子分解过程服从三维扩散控制的Zhuralev-Lesokin-Tempelman机理,反应动力学模型为g（α）=[（1-α）^-1/3-1]²,平均反应活化能约等于137.2 kJ·mol^-1。该分解机理很好地解释了层间离阴离子分解过程常常略迟于层板脱羟基过程的现象。固载化是LDHs材料很多应用的前提,催化是LDHs膜的重要应用之一。本课题基于动力学分析探讨了LDHs膜的原位生长机理和LDHs膜作为固体碱催化剂的催化反应机理。对MgAl-LDHs膜在充分磺化聚苯乙烯基质表面的原位生长动力学分析表明,成核过程是速度控制步骤,成核速率服从2级指数成核规律,反应动力学模型为g（α）=α^1/2。据此提出MgAl-LDHs膜原位生长机理:（1） M²⁺和M³⁺向磺化聚苯乙烯基质表面迁移;（2） M²⁺和M³⁺在磺化聚苯乙烯表面活性中心吸附并富集;（3）成核和核生长,其中成核过程是反应的速率控制步骤。该生长机理很好地解释了LDH膜的高取向性和LDH相与聚苯乙烯基质之间的强相互作用。通过对不同固载化MgAl-LDHs膜催化丙酮自缩合反应过程的动力学分析,研究了不同结构MgAl-LDHs膜对催化反应机理的影响。研究结果表明,以固载于云母基质表面的低密度、倾斜取向MgAl-LDHs膜材料为催化剂,丙酮自缩合反应服从表面反应过程控制机理,动力学模型为2-1可逆反应,即正反应为二级反应负反应为一级反应;以固载于阳极氧化铝基质表面的高密度、垂直取向MgAl-LDHs膜材料为催化剂,反应服从一维扩散过程控制机理,反应动力学模型为g（α）=α²。上述结果表明催化反应机理与MgAl-LDHs膜的结构密切相关。低密度、倾斜取向LDHs膜有利于扩散,反应受表面反应过程控制,催化活性较高;面高密度、垂直取向的LDHs膜不利于扩散,反应受扩散过程控制,催化活性较低。