柱撑粘土是矿物材料的一种，它是一种由聚合无机阳离子或有机离子（分子）插入粘土矿物中而形成的一种具有二维孔洞的矿物材料，具有比表面积大、热稳定性好、表面酸性强以及孔径可变等特性，因此在催化、污水处理、抗菌材料、光功能材料、离子导体、制药、纳米级复合材料制备、核废料处置等领域有着广阔的应用前景。随着纳米技术的发展，作为纳米材料的柱撑蒙脱石的研究越来越受重视，但目前相关的研究主要集中在微孔柱撑蒙脱石的制备和应用领域，同时在制备技术和方法上还没有新的突破，而对具有巨大应用潜力的介孔型柱撑蒙脱石的研究还处在探索阶段。因此，如何突破柱撑蒙脱石的传统方法和技术以制备介孔柱撑蒙脱石和提高反应产率是目前蒙脱石研究中的一个极富探索意义的科学问题。本文以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和铝多核阳离子作为改性剂，采用前驱体法制备了CTAB-Al-Mts介孔插层蒙脱石；以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和正硅酸乙脂（TEOS）作为改性剂，采用模板法制备了CTAB-Si-Mts介孔柱撑蒙脱石。用X射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、差热-热重分析（DTA-TG）、化学分析、²⁷Al MAS NMR、²⁹Si MAS NMR、孔性分析（BET）研究了CTAB-Al-Mts和CTAB-Si-Mts的结构、构型特征、孔性特征及插层（柱撑）反应机理。本研究工作得到国家自然科学基金项目《介孔柱撑蒙脱石的制备及表征》（批准号：40372029）；广东省自然科学基金：《有机柱撑粘土对典型污染物的吸附作用及机理研究》（批准号：05103410）和《介孔柱撑蒙脱石的制备及表征》（批准号：030471）的资助。论文主要取得了以下研究成果：1、XRD结果表明，有机无机复合柱撑中，CTAB的浓度对于柱撑改性产物的层间距有着很大的影响。一般地，随着CTAB浓度的增加，层间距随之增大。2、差热-热重和化学分析表明CTAB-Al-Mts的层间既具有CTAB的结构成分也具有多核Al离子的结构成分。随着加入的CTAB浓度的增加，CTAB-Al-Mts质量损失随之递增，而产物中CTAB的含量也是递增的；插入的CTAB阳离子和羟基铝阳离子聚合体之间存在着离子交换反应。CTAB-Si-Mts中的SiO₂含量随着对应有机插层粘土中CTAB加入量的增加而增加，CTAB的模板作用使TEOS很容易进入到粘土层间而形成具有内外硅孔的结构，经过高温煅烧形成类似于MCM-41的六方硅孔结构。3、FTIR分析表明前驱体法制备的CTAB-Al-Mts的疏水性随着CTAB量的增加而增加；模板法制备的CTAB-Si-Mts经过高温煅烧的去模板处理后，样品的层间水含量大幅度降低，Al-O（OH）八面体的结构已经遭到破坏，且层间不存在CTAB和TEOS成份。4、NMR分析表明前驱体法制备的CTAB-Al-Mts的²⁷Al MAS NMR谱随着Al多核阳离子加入量的增加（CTAB加入量的减少），Al^Ⅳ和Al^Ⅵ向高化学位移方向漂移，Al^Ⅳ∶Al^Ⅵ比值是增加的。模板法制备的CTAB-Si-Mts样品随着CTAB量的增大，Q²的化学位移向Q³漂移，逐渐由似蒙脱石的层状硅氧层结构转变为似TEOS的网状硅氧结构。5、孔性分析表明前驱体法和模板法都可以得到介孔改性蒙脱石材料。模板法可以得到比前驱体法更大平均孔径的介孔改性蒙脱石材料，说明CTAB与多核铝离子的反应和CTAB与TEOS在层间的反应是不同的。采用前驱体法制备的样品的孔性仍然属于蒙脱石的孔性结构，但是采用模板法得到的孔性结构是硅氧层和完全崩塌的粘土层一起形成的六边形孔结构。6、吸附实验结果表明在相同的条件下，不同样品对磷酸根PO₄^3-和对硝基苯酚的吸附能力是不同的，不同pH值溶液中的吸附剂对磷酸根的吸附率的影响不同，而碱性环境有利于提高对对硝基苯酚的吸附率。实验中所有样品对磷酸根都显示相同形状和特征的C型吸附等温线，属于介孔材料对磷酸根的吸附；对对硝基苯酚的吸附等温线为H型吸附等温线，离子交换型的化学吸附为主，而且不同化学成分对对硝基苯酚显示不同形状的等温线。