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三维有序大孔(Three-dimentionallyOrderedMacropous，3DOM)材料具有独特的结构和功能特性，其孔径大小可调控，孔道排列整齐，孔壁材料组成可在一定范围内调变，催化物种负载量大且分散性高、易于通过简单的离心或是过滤方式对其实现回收利用，因而可作为性能优良的催化剂、功能载体和吸附材料等，在催化、环境和化工等领域具有十分广阔的应用前景。 本文设计合成了一系列Pt、Au和Pt-Au负载型3DOM铈基(CeO2和CeO2-Co4O3)纳米催化剂，对催化剂的结构、组成、构型、尺寸和形貌、催化活性物种形态以及贵金属与载体之间的相互作用等进行详细表征，并系统研究了该类催化剂富氢气氛下对CO优先氧化(COpreferentialoxidation，COPROX)反应的催化性能。此外，针对生物柴油这一清洁、可再生生物质能源的合成，本文还设计合成了3DOM铈基(CeO2-MgO)纳米催化剂，并对该类催化剂的结构、组成、尺寸和形貌等特性进行了表征，并以棕桐油和甲醇为反应原料，对其催化酯交换反应生成生物柴油的催化性能进行了初步评价。 本论文主要分为以下四个部分: 第一章重点综述了近年来针对富氢气氛下COPROX反应和生物柴油催化合成的催化剂研究的进展，并对基于三维有序大孔催化材料的分类、性质及其在催化领域的应用进行了评述。 第二章以苯乙烯和α-甲基丙烯酸为单体，过硫酸钾为引发剂，利用无皂乳液聚合法制备了平均粒径为200nm的聚苯乙烯-甲基丙烯酸微球([P(St-co-MAA)]）。采用离心沉淀法将其组装成胶体晶体，以胶体晶体为模板，制备3DOMCeO2载体。采用气体鼓泡辅助溶胶浸渍法，将贵金属Pt、Au或Pt-Au合金纳米粒子负载于3DOMCeO2载体上，制备了3DOMM/CeO2(M=Pt、Au和Pt-Au)催化剂。采用XRD、TEM、SEM、XPS、ICP、BET和H2-TPR等技术对催化剂的结构、尺寸、形貌、孔结构及孔径分布、催化活性物种、催化剂表面元素组成及价态等进行了详细表征。以富氢气氛下COPROX反应为模型反应，对3DOMM/CeO2(M=Pt、Au和Pt-Au)催化剂的催化性能进行了系统评价，探讨了催化剂的结构、尺寸、形貌、孔结构及孔径分布、催化活性物种、催化剂表面元素组成及价态选择性对其催化性能的影响。研究结果表明，3DOMPt/CeO2、Au/CeO2和Pt-Au/CeO2催化剂对富氢气氛下COPROX反应具有优异的催化性能，尤其是3DOMPt-Au/CeO2催化剂，其CO转化率可达89％，CO2选择性可达83％，展现出超强的稳定性，连续反应260h催化剂无失活，具有一定的实际应用价值。 第三章利用前述胶体晶体模板法合成了3DOMCeO2-Co3O4载体，采用气体鼓泡辅助溶胶浸渍法，将贵金属Pt纳米粒子负载于3DOMCeO2-Co3O4载体上，制备了3DOMPt/CeO2-Co3O4催化剂。采用XRD、TEM、ICP、BET和H2-TPR等技术对催化剂的结构、尺寸、形貌、孔结构及孔径分布、催化活性物种、催化剂表面元素组成及价态等进行了详细表征。以富氢气氛下COPROX反应为模型反应，对3DOMPt/CeO2-Co3O4催化剂的催化性能进行了系统评价，探讨了催化剂的结构、尺寸、形貌、孔结构及孔径分布、催化活性物种和负载量、催化剂表面元素组成及价态、Co/Ce摩尔比、反应空速及载体煅烧温度等因素对其催化性能的影响。研究结果表明，在80℃时，3DOMPt/CeO2-Co3O4(1∶1)催化剂展现出较高的催化活性，表明该催化剂具有十分重要的应用前景。 第四章针对生物柴油催化合成，初步尝试设计开发一类新型3DOM铈基(CeO2-MgO)催化剂，探索评价了其用于催化合成生物柴油的催化性能。采用前述胶体晶体模板法，合成了3DOMCeO2-MgO催化剂，并对该催化剂的结构、构型、尺寸和形貌、比表面和孔结构进行表征。以棕榈油和甲醇为反应原料，研究了催化剂催化二者进行酯交换反应合成生物柴油的性能。研究结果表明，3DOMCeO2-MgO(MCeO2/MgO=1∶1)催化剂对酯交换反应合成生物柴油的催化活性最好，其催化产生脂肪酸甲酯产物的转化率为7.7％。