金属膦酸盐因其具有可以裁剪的有机基团和多样化的金属元素,因而具有多种多样的骨架结构,在催化、吸附、分离方面发挥着重要作用。其中具有介结构的有机-无机膦酸杂化材料备受人们的关注。由于介孔材料孔径处于微孔与大孔材料之间,因此拓宽了微孔与大孔材料的应用范围。与纯无机的介孔材料相比,有机-无机杂化介孔材料具有较高的机械强度,而且容易修饰,因而吸引了众多研究者的眼球。最早的介孔杂化材料是有序介孔有机硅杂化材料(PMOs),该材料采用有机硅烷作原料,这种原料合成难、价格高,因此限制了其发展。此后人们将研究焦点转向非硅基的有机-无机杂化材料,金属有机膦酸介孔材料就是其中之一。该类材料的合成利用的是有机多聚膦酸,相比于硅基介孔材料的原料来说,有机膦酸来源丰富、价格低廉、官能团多,同时具有可修饰性。对于金属有机膦酸介孔材料,我们可以通过设计有机膦酸、选用合适的模板剂、选取合适的温度、改变合成溶液的pH值、加入不同种类的金属离子等方法来调控孔径的大小、比表面积等特性,本论文旨在制备出新型的介孔材料,并探索其应用。具体内容如下:1.设计有机膦酸。以赖氨酸盐酸盐、亚磷酸、甲醛等为原料,利用曼尼希反应合成出有机膦酸—2,6-二(二(膦酸)氨基)己酸,简记作LTMP;2.制备介孔膦酸钛材料:以CTAB为模板剂,以LTMP为磷源,在水中完全溶解,加入TiCl4,在120℃水热条件下制备出TiP,该材料属于锐钛矿晶型,比表面积达315.45cm~3/g,孔径大小集中在5纳米,其热稳定性达到450℃。为了提高光催化效率,我们尝试通过高温淬火的方式在其上负载了氧化锌纳米颗粒,制备出负载氧化锌的介孔材料,记作TiP-ZnO。通过光催化实验发现,80分钟空白组降解了 41%,TiP组降解了 78%,TiP-ZnO组降解了 92%,三组的反应速率常数分别为0.00808min-1 0.01062min-1和0.03026min-1。除此之外,考虑到赖氨酸是人体必需的氨基酸,钛又具有很好的生物相容性,因此尝试将其应用在药物释放方面。本论文在介孔TiP材料上负载了布洛芬,具有较好的缓释效果。3.制备介孔膦酸铝材料:以CTAB为模板剂,以LTMP为磷源,以AlCl3为铝源,通过设置温度梯度摸索出了最佳的水热反应温度,在该温度下合成的材料表面积达到275cm~3/g,孔径集中在8-10纳米,利用其较高的比表面积和孔容大的特性将其应用在铅离子的吸附上,当铅离子浓度分别为10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L 时,吸附效率分别是 34.2%,33.7%,33.1%,22.8%和22.3%。4.制备介孔膦酸锡材料:以LTMP为磷源,以SnCl4为锡源,用氨水调节酸碱度,在水热条件下合成出了介孔SnP。将SnP介孔材料应用在催化环己酮上,对比没有加入催化剂的一组,加入SnP的反应速率提高,转化效率达95%。