空心结构的纳米材料是材料制备领域中具有重要发展前景的一种新型纳米材料,通过一定的合成条件,制备出具有一定形貌和功能的空心结构纳米材料已成为材料科学的研究热点之一。新的无机空心结构材料作为一种新型材料,其明显的结构特征就是具有很大的内部空间及厚度在纳米尺度范围内的壳层。由于其独特的空心结构、大比表面积以及优越的物理化学性质,在电池材料、生物医学、催化载体等方面有良好的应用前景。而目前无机纳米空心结构材料制备领域的研究比较欠缺,仅限于传统的模版法,但模板法制备纳米空心球的理论和技术仍不够成熟,还存在很多问题,比如成本偏高、周期较长、工艺复杂、环境污染等。此外诸如基于奥斯瓦尔德熟化、柯肯道尔效应、电化置换反应的牺牲模板和无模板法虽然简化了制备工艺,但这些溶剂热和高温高压法同样存在着低产率、高耗能等缺点。因此有必要开拓出一种新型的,在温和环境中制备无机纳米空心材料的制备方法,易于实现粒径和空心壳层厚度的控制,并努力这一领域的研究成果应用到实际中。　　本论文首次采用液相沉淀技术在水溶液中一步合成纳米空心结构的方法,探索出了制备纳米空心氧化铬的最佳工艺条件,制备具备特定形貌的纳米空心氢氧化铬(Cr(OH)3)并退火处理得到氧化铬(Cr2O3)。通过改变反应物的比例和金属盐的初始浓度,制备出了一系具有不同粒径和不同空心化程度的纳米氢氧化铬空心颗粒。分别使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨电子显微镜(HR-TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、BET法、对空心结构的形貌、内部结构、物相、比表面积等方面进行了表征。同时也使用了纳米粒度仪,对颗粒的平均粒径和Zeta电位进行了测量。并从结晶学和自发扩散的角度,对氢氧化铬纳米晶的生长过程和自发空化过程分别进行了分析。结果表明,反应物的初始浓度、反应物的比例、溶液的pH值、搅拌速率、温度等因素都会对空心结构的生长和空化产生显著影响。因此,通过优化这些制备条件,可以实现对氢氧化铬的尺寸和空化程度进行有效控制。通过研究纳米氢氧化铬内部结构的演化,我们提出了一种新型无模板法制备纳米空心结构的机理,以期对其它金属氢氧化物/氧化物纳米空心材料的制备提供一定的科学依据。　　Cr2O3是一种理想的氧化还原反应催化剂,在石油工业中被广泛地用作氧化脱氢催化剂,并被认为是CO2氧化低碳烷烃制备低碳烯烃反应的最佳催化剂。本论文通过对制备出的不同粒径的Cr2O3颗粒,进行不同温度下进行CO2氧化异丁烷脱氢反应,总结了颗粒的粒径和温度对其催化性能的影响。