分子筛具有独特的孔道结构和可调变的酸、碱或氧化活性中心，作为催化剂在烃类转化反应中表现出优异的反应性能，如将含钴的磷铝分子筛用于环己烷氧化反应，具有低温、无腐蚀、无毒害、无污染、利于回收、可以循环利用等优越性。　　 由于烷烃具有的化学惰性和产物的相对活泼性，该反应要求(1)催化剂具有高活性中心，并且要有高的活性中心的利用率；(2)要优化催化剂的孔道结构，改变分子筛孔内扩散条件，使目标产物能够从孔道中快速脱出。本论文合成一系列过渡金属钴取代的磷铝分子筛，以环己烷氧化反应为探针，探讨了催化剂活性位的存在状态、分子筛的孔道结构与催化性能之间的关系。主要的研究内容和结论如下：　　 (1)在水热条件下，以三乙胺为模板剂，合成了不同钴含量的磷铝分子筛CoAPO-5，考察了制备过程中温度、pH值等合成条件的影响；对不同钴含量的分子筛CoAPO-5的结构和催化性能进行了表征和测试。结果表明，CoAPO-5分子筛具有典型的六方棱柱晶体结构；温度升高有利于得到结晶度高的分子筛，同时，较高的晶化温度有利于钴原子进入分子筛骨架；随着溶胶中钴含量的增加，分子筛中钴的取代量增加；钴原予以四面体的形式取代分子筛骨架中的铝，使分子筛产生了氧化还原活性位，在环己烷氧化反应中表现出良好的催化活性。氧化反应的主要产物是环己醇和环己酮，醇、酮选择性随Co/P比的增加而降低，环己烷转化率随Co/P比的增加出现最大值，进而减小。当Co/P比为0.04时，环己烷的转化率最高。　　 (2)采用水热法，合成了杂原子钴掺杂的不同结构的分子筛CoAPO-34、CoAPO-20，采用XRD、SEM、TG、UV-Vis DRS和XAFS等技术对分子筛的结构、组成、形貌、杂原子活性中心存在状态进行了详细表征，并与分子筛CoAPO-5进行了比较。结果表明，在不同结构的分子筛中，杂原子钴均能取代分子筛中的铝原子以四配位的形式进入分子筛骨架，焙烧后有部分钴(II)被氧化为钴(III)；催化环己烷氧化试验结果表明，只有适合反应物分子大小的分子筛CoAPO-5表现出好的催化性能，具有小孔道结构的CoAPO-34、CoAPO-20分子筛催化性能很低。　　 (3)利用加入表面活性剂CTAB的方法合成了小晶粒CoAPO-5分子筛，XRD结果表明，加入CTAB对样品的结晶度有一定的影响；改变溶胶中CTAB的含量，可以得到一系列不同形貌和大小的磷酸铝分子筛CoAPO-5。当溶胶中CTAB的摩尔浓度为0.20％时，得到了100×500 nm大的针状晶粒。催化环己烷氧化反应结果表明，小晶粒的分子筛CoAPO-5较大晶粒分子筛具有更高的催化活性。　　 同时，在合成CoAPO-20分子筛的水热体系中加入阳离子表面活性剂CTAB，能够得到粒径为300～800 nm的磷铝分子筛CoAPO-20。因此，添加表面活性剂CTAB是合成小晶粒的杂原子磷铝分子筛的一种有效的方法。　　 (4)采用一步晶化法合成了不同钴含量的介孔分子筛CoAPSO。合成的样品具有MCM-41介孔分子筛的结构，钴原子以四配位形式存在于介孔孔壁中，进入孔壁的钴含量随着溶胶中钴含量的增加而增加。随着钴含量的增加，分子筛的孔径变小，孔壁增厚，孔道的规整性变差。对于环己烷氧化反应，该分子筛具有较好的催化活性，尤其当钴含量为0.34 wt.％时，样品的介孔结构规整，表现出较高的活性位利用率以及较高的催化活性。