纳米通道是一种孔径在1-100nm范围,并且孔道深度大于孔径的孔状或管状结构,具有尺寸可控、比表面积大、表面易修饰等优点,已成为化学、材料、生命科学等领域中的重要研究对象。纳米通道在分析、分离、单分子检测、药物传递、仿生离子通道模拟以及其它纳米材料的合成等方面均有良好的应用前景。受天然生物纳米孔道的启发,科学家们利用各种前沿的物理化学技术制备了多种人工固体纳米通道。垂直有序的二氧化硅纳米通道为一种较新的固体纳米孔道,具有制备方法简单、重现性好、物理化学性质稳定等优点。本论文以有序二氧化硅纳米通道为基础,研究了分子在二氧化硅纳米通道中的传输以及电活性物质在其中的负载。开展的工作具体如下：依据二氧化硅纳米通道的表面性质,研究了二氧化硅纳米通道薄膜的选择渗透性。二氧化硅纳米通道表面带有羟基,等电点为2-3,在pH大于3的溶液中二氧化硅表面带负电荷。以三种带不同电荷的探针分子为例,考察了表面电荷对分子在纳米通道中传输的影响。通过修饰胺基使二氧化硅表面带正电荷,此时带不同电荷的探针分子在其通道中的传输情况发生翻转。此外,二氧化硅纳米孔的直径为2-3 nm,在此纳米尺度上表面双电层发生重叠。低离子强度下,与二氧化硅表面带相同电荷的分子在其通道中的传输受到明显地影响。利用金电极上硫醇二茂铁分子自组装膜的整流效应构建了AND逻辑门。首先在含有垂直二氧化硅纳米通道薄膜的金电极表面组装硫醇二茂铁分子。由于硫醇二茂铁分子的氧化电位高于溶液中的亚铁氰化钾(Fe(CN)64-)探针分子,因此产生阳极整流。整流的程度用阴极峰电流与阳极峰电流的比值来评价,当阴极峰电流消失时为完全整流。实验发现,随着Fe(CN)64-浓度的增大,硫醇二茂铁的整流效应越来越明显。当探针分子的浓度大于90μM时,发生完全整流。由于双电层重叠,能够进入二氧化硅纳米通道与硫醇二茂铁发生反应的Fe(CN)64-的量受电解质浓度的控制。在Fe(CN)64-浓度一定的情况下,随着电解质浓度的增加,整流效应越来越明显；当NaClO4的浓度接近0.1 M时,Fe(CN)64-可自由的进入二氧化硅纳米通道,发生完全整流。利用探针分子和电解质的浓度对硫醇二茂铁整流效应的影响构建了AND逻辑门。制备了聚苯胺-介孔二氧化硅纳米复合材料。以具有垂直于电极表面纳米通道的二氧化硅为硬模板,用电化学聚合的方法在孔道中沉积聚苯胺。通过调节电聚合时间与苯胺单体的浓度,可以控制苯胺的电聚合只发生在二氧化硅纳米通道内。得到的聚苯胺-介孔二氧化硅复合物对抗坏血酸(AA)的电化学氧化有较好的催化活性,可用于AA的定量分析,在0.1-1.0mM范围内氧化峰电流与AA的浓度有较好的线性关系。该复合物还可以用作pH传感器,在pH 3～9范围内电极电势与pH呈能斯特响应。研究了金属纳米颗粒在二氧化硅纳米通道内的负载及其电催化和电分析性能。通过在二氧化硅通道中修饰可与金属前驱体发生相互作用的基团,将金属前驱体引入到二氧化硅通道中,最后经过化学还原将二氧化硅通道中的金属前驱体还原为金属纳米颗粒。通过在介孔二氧化硅通道中修饰可与金前驱体发生静电吸引作用的氨基基团,合成了粒径分布较窄且不含有机保护基团的金纳米颗粒。在第三章工作的基础上,利用铂前驱体与聚苯胺骨架结构中仲胺和叔胺的相互作用,在二氧化硅通道内同时引入了聚苯胺与铂纳米颗粒两种活性基团。该复合材料具有良好的电催化活性,可检测较宽浓度范围(1.0 μM-2.0 mM)内的H2O2,并且具有较高的灵敏度(50μA mM-1)和较低的检测限(0.24 μM,S/N=3)。