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层状钙钛矿因为其特殊的结构及其突出的电学和光催化特性而倍受关注。对层状钙钛矿进行拓扑化学处理可以制备出各种各样具有特殊性质的新型材料,包括各种夹层化合物、柱撑型化合物、有机无机杂化化合物、剥离成二维纳米片和纳米卷及其组装而成的纳米材料。本论文旨在研究应用拓扑化学方法对D-J相钙钛矿的层间进行有机物、碳以及贵金属修饰,进而制备出一些新颖材料。研究的主要内容归纳如下：1.在溶剂热(丁酮)条件下,两层DJ相钙钛矿HLaNb2O7的十烷氧基衍生物C10O-HLaNb2O7和α-D-葡萄糖分子发生醇交换反应(是一种拓扑化学反应),从而制备出新颖的有机-无机杂化材料α-D-葡萄糖夹层化合物(Glucose-HLaNb2O7)。同时对反应条件进行了优化,温度过高葡萄糖会碳化,温度过低反应不能进行。2.葡萄糖夹层化合物(Glucose-HLaNb2O7)在惰性气体保护下热解就可以形成另一种新颖的碳夹层化合物(Carbon-HLaNb2O7)。当温度太高时,糖就分解出有机小分子和二氧化碳,从而不能形成夹层碳材料。这种新颖的夹层碳化合物(Carbon-HLaNb2O7)可以吸收全部可见光,其带隙能只有大约0.65eV,比所报道的所有DJ相钙钛矿的带隙能都要小。因此碳嵌入到钙钛矿的层间可以有效地改变母体化合物的带隙。据此,本论文给出了一种合成新型夹层碳化合物的新方法,即以层状化合物为主体单元,以碳为客体单元。3.以葡萄糖夹层化合物(Glucose-HLaNb2O7)为前驱,用[Ag(NH3)2]+溶液氧化层间水解出来的自由糖分子,从而把HLaNb2O7纳米片和Ag纳米颗粒／团簇组装成一种新颖的三维金属／半导体杂化材料Ag/HLaNb2O7。这是一种简便易行的层层组装新方法。Ag纳米颗粒位于二维HLaNb2O7纳米片之间,而Ag纳米团簇则位于HLaNb2O7的层间。Ag/HLaNb2O7是一种介孔材料,这种介孔就产生于HLaNb2O7纳米片之间的空隙,而不是HLaNb2O7的层间空间。催化实验表明,Ag/HLaNb2O7是一种优秀的催化剂,甚至超过了单纯的贵金属Ag,因此是一种非常有前途的新型催化剂。4.以Glucoose-HLaNb207为前驱,用H2PtCl6水溶液氧化层间水解释放出来的自由葡萄糖分子,从而将二价的Pt纳米颗粒沉积在HLaNb2O7的层间形成了另一种新颖的半导体杂化材料Pt/HLaNb2O7。Pt的嵌入使层间暴露出更多的活性中心,并且Pt/HLaNb2O7对可见光有响应,有望在一些能源领域中得以应用。5.在溶剂热条件下,研究了两层DJ相钙钛矿HLaTa2O7层间嵌入正丁胺和嫁接正丙醇的实验。结果表明,HLaTa2O7和正丁胺在80℃反应3天就可以制备出纯的正丁胺嵌入型化合物。而以正丁胺的HLaTa2O7嵌入型化合物为前驱,与正丙醇在有水和无水条件下反应均不能形成HLaTa2O7的正丙醇衍生物。6.在溶剂热条件下,研究了三层DJ相钙钛矿HCa2Nb3O10层间嫁接各种醇的实验。结果表明在80℃反应3天就可以将醇嫁接到层间,形成相应的各种烷氧基衍生物。以HCa2Nb3O10的十烷氧基衍生物为前驱,研究了层间嫁接葡萄糖的实验。结果表明,80℃是最佳反应温度,温度低了反应难以进行,温度高了则发生水解反应甚至碳化反应,这对嫁接反应不利。所进行的反应只是部分取代,要制备纯的葡萄糖嫁接化合物,该反应体系还有待于进一步深入研究,这也是进一步制备三层钙钛矿夹层碳材料的基础。