无机纳米空心球是近几年来广泛研究的一种功能材料，既具有低密度、物化性质稳定、比表面积大等结构特点，又具有优异的光学、电学、磁学或化学等性能，可用作各种催化剂、微型反应器以及药物输送载体等。其中稀土氧化物空心球由于同时具备光学、磁学、电学等多种性能，因而应用更广泛。本论文采用碳球模板法制备稀土纳米空心球，探讨其功能化。研究了水热一步法制备碳球模板的工艺条件。以碳球为模板，结合自组装和均相沉淀法，分别制备了纳米二氧化铈（CeO₂）和纳米氧化钇（Y₂O₃）空心微球，并初步探讨其性能。同时研究了水热一步法制备CeO₂空心球。主要研究内容和结果如下：1.以葡萄糖和去离子水为原料，采用一步水热法合成粒径均匀的单分散碳微球，研究了制备碳球的最佳工艺条件，如水热温度、反应时间、原料配比、pH值和表面修饰剂等对碳球的结构和形貌影响。结果表明：当水热温度为180℃，反应时间为6h，pH为9.0时，制得粒径约150nm的碳球。加入尿素与葡萄糖的质量比为1：5时，制得碳球单分散好、表面光滑、粒径均一，约为10μm。2.以碳球为模板，与六水硝酸铈的前驱体自组装，得到CeO₂/碳球复合微球，然后煅烧、后处理即得到纳米CeO₂空心球。分析了CeO₂空心微球的形成机理，研究了六亚甲基四胺对空心微球的粒径和结构影响，测试纳米CeO₂空心球光催化降解甲基橙溶液的效率。实验结果表明，随六亚甲基四胺的用量增加，CeO₂空心微球的粒径增大。CeO₂空心微球对甲基橙溶液具有良好的脱色性能，经过6h处理以后，其脱色率达到94%以上。3.以碳球为模板，结合超声分散技术和均相沉淀法，制得Y₂O₃/碳球复合微球，再煅烧、后处理，即得纳米Y₂O₃空心球。分析了Y₂O₃空心球的形成机理，研究PVP的用量对复合微球的形貌影响以及煅烧时间对空心球的晶型影响。结果表明，加入0.1g的PVP可以有效改善复合微球的球形度和形貌，且煅烧温度在700℃时，得到的纳米Y₂O₃空心球均为纯相立方晶系。将纳米Y₂O₃粉体和纳米Y₂O₃空心球分别与丁基橡胶共混得到的复合材料，研究了填料、硫化体系、频率和温度对复合材料阻尼性能的影响。结果表明，纳米Y₂O₃作为填料时复合材料的阻尼性能最好。与Y₂O₃粉体相比，加入Y₂O₃空心球得到的复合材料的阻尼效果较好。4.以六水硝酸铈和乙二醇为主要原料，通过加入不同的酸碱试剂，初步探索一步水热法制备CeO₂空心微球的工艺条件，包括去离子水用量、水热反应时间和不同酸碱试剂对CeO₂空心微球的形貌与结构影响。结果表明，水热一步法可以合成出内部空心的球型CeO₂，其粒径大小比较均一，约为1μm。研究了频率对CeO₂空心球/丁基橡胶复合材料的阻尼性能。由于时间有限，一步法制备CeO₂空心微球的工艺尚未成熟，今后将进一步探索研究。