自从α-磷酸锆于1964年被成功制得后,便引起许多研究者的关注,类似的化合物被不断合成,并发展成一类新品种:α-四价金属磷(或砷)酸盐。它们是层间有着大量氢离子的典型的阳离子层状化合物,因此有很强的阳离子交换能力。小型的阳离子可以直接和这些氢离子交换,但是大型阳离子由于空间位阻原因很难直接进入狭窄的层间。通过将这类材料与胺蒸汽或水溶液接触得到的插层化合物可以提供远大于本体的层间距,使得进一步引入大型阳离子就成为了可能。本研究首先以α-磷酸钛为目标物,开发了一种新型的插层方法:将胺与酸中和制成各种盐的水溶液,将此水溶液与α-磷酸钛混合,通过直接离子交换的方式得到插层产物。多种表征结果表明,α-磷酸钛的插层效果取决于用于制备盐的酸的种类:多元弱酸根可以起到缓冲对的作用,随着层间释出的氢离子被缓冲对吸收量的增加,层间电斥力逐渐增大,层间距也随之加大,使得本来由于尺寸原因无法进入层间的有机铵离子可以进入层间,形成插层化合物。而强酸的盐类则没有这种能力,表征结果表明它们对α-磷酸钛没有插层活性。进一步的研究表明,离子交换-插层作用很可能是复杂的,并非所有的多元弱酸盐都能对α-磷酸钛插层:其中既有阳离子的特例,也有阴离子的特例,这可能与阴阳离子的协同作用、尺寸和刚性等条件有关。其次,考察了离子交换之后的α-磷酸钛用于催化环己酮氨肟化反应的效果。研究发现,经过有机铵离子交换后的α-磷酸钛亲油性较本体有一定程度提高,但由于层间氢离子的损失,使得催化能力有所降低,这表现为环己酮肟选择性的下降。此外,还考察了碱金属离子Na~+和K~+交换后的α-磷酸钛的催化活性。结果显示,经过Na~+和K~+交换的α-磷酸钛基本丧失了催化能力。分析表明,α-磷酸钛的Br?nsted酸性位点的多少是与催化能力正相关的,这和有着两种Br?nsted酸性位点的TS-1分子筛是不同的。