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从上世纪五十年代起，由硅酸铝沸石分子筛逐渐发展起来的微孔材料在石油精炼、精细化工、催化、分离、离子交换等领域得到了广泛的应用，为全球经济发展起了极大的推动作用。随着信息革命的到来，信号处理与转化，光通讯等高科技领域得到了迅速的发展，这为微孔材料的研究提供了新的机遇与挑战。越来越多的证据显示许多微孔材料既可以运用于传统工业领域，同时自身也具有优良的压电、铁电、非线性光学等性质，这些性质在信号处理与转换以及光通讯等领域具有潜在的应用价值。硼酸盐物质最早应用在矿物学领域，伴随着分子筛研究热的流行，微孔硼酸盐材料的研究也逐渐引起人们的兴趣，一些具有催化，吸附，离子交换功能的微孔硼酸盐相继被合成出。近年来，随着水热合成技术的兴起，微孔硼酸盐的研究领域迅速扩大，无机模板硼酸盐，有机模板硼酸盐，金属有机配合物模板硼酸盐，单金属硼酸盐，双金属硼酸盐等一系列的硼酸盐化合物相继被报道。尤其是具有优良非线性光学(NLO)活性的BBO和LBO晶体的相继问世，极大的刺激了人们寻求具有优良光电性能的硼酸盐晶体的热情。本文重点集中在微孔硼酸盐的合成上，同时也尝试在锗酸盐领域中能有所突破，合成出新的锗簇。在微孔硼酸盐方面，我们着重进行微孔硼酸铝的合成。因为微孔硼酸铝既可以具有微孔材料的性质，又可以兼顾硼酸盐易形成非心结构的特点，生成具有光学性能的材料。在铝源的选取上，我们另辟蹊径选择异丙醇铝。因为这样可以充分利用异丙醇铝水解过程中可转化为手性AlO4基团，通过手性AlO4与非心或手性的硼氧簇间的协同组装，进而提高产物具有非心或手性结构的几率，为我们筛选二阶非线性光学材料打下了基础。基于以上考虑我们得到了如下几类化合物：
㈠硼酸铝化合物。总共合成了2个无机、8个有机、3个金属配合物导向的空旷硼酸铝骨架。[Al(B4O9)(BO)]·H2en(3-1)[Al(B4O9)(BO)]·H2dap(3-2)Al[B5O10]·H2mdap(3-3)[Al(B5O10)]·H2dab·2H2O(3-4)[Al(B5O10)]·H2teta·0.5H2O(3-5)(C4H8N)2[Al(B5O10)](3-6)(C6H17N3)2Al2B11O20(OH)3(3-7)(C6H17N3)2Al2B11O20(OH)3·2H2O(3-8)[Cd(en)3]AlB7O10.5(OH)5(3-9)[Co(en)3]AlB7O10.5(OH)5(3-10)[Ni(en)3]AlB7O10.5(OH)5(3-11)K2Al[B5O10]·4H2O(3-12)(NH4)2Al[B5O10]·4H2O(3-13)。其中3-1/3-2/3-3/3-12/3-13具有二阶非线性光学性质，这些化合物的二次谐波效应(SHG)约为KDP的2倍。3-5拥有14-MR大孔道，骨架呈现沸石ABW的拓扑构型。3-7/3-8为2D双层状的硼酸铝化合物，层厚为2 nm，且沿a轴具有11-MR孔道，骨架具有崭新的2D拓扑结构，Sch(a)fli符号为63·66。3-9/3-10/3-11为金属有机模板的硼酸铝，相邻Al中心形成类四面体结构，骨架具有面心立方(fcu)拓扑结构，Sch(a)fli符号为39·46·56·67。3-12/3-13为无机模板的硼酸铝，二阶非线性光学测试表明它们的SHG效应约为KDP的2倍。
㈡双金属硼酸盐K7{(BO3)Zn[B12O18(OH)6]}· H2O(4-1)[Zn(en)2]6[(VO)12O6B18O36(OH)6]·7H2O(4-2)。4-1是在本课题组已有研究成果K7{(BO3)Mn[B12O18(OH)6])·H2O的基础上，通过优化实验条件，成功用Zn取代了Mn而得到的，SHG效应也由原来的1倍KDP提高到2倍KDP。4-2是一例具有双过渡金属的硼钒酸盐，结构是由B18O36(OH)6簇，和两个V6O18簇协同组装得到的。
㈢锗酸盐(H3deta)4Ge8V14S8O42·H2O(5-1)GeO2·0.2H2O(5-2)。5-1是由Ge8V14O42S8簇共顶点连接而成的2D层状结构。5-2是由GeO4四面体形成的D4R单元通过GeO4四面体桥连而形成的具有12-MR孔道的3D结构。我们对其光学性质进行了初步的理论模拟。。简言之，我们在水热体系下合成了一系列微孔硼酸铝和金属硼酸盐，并在锗酸盐的合成方面进行了一定的尝试。共发现了6例具有良好非线性光学效应的硼酸盐晶体以及一些具有交叉孔道或新颖拓扑结构的微孔硼酸铝化合物，此外，我们还得到了1个由较大锗簇构筑的锗酸盐。