本文以密堆积的单分散聚苯乙烯微球（PS）为模板，采用旋转离心法和电化学沉积法制备了有序微纳尺度的二氧化硅球腔阵列电极。通过改变模板PS微球的粒径以及沉积条件可以实现对球腔阵列形貌的控制。我们首先以SiO2球腔阵列为基础，用电化学沉积法构筑葡萄糖和过氧化氢无酶传感器；然后在球腔底部构建单晶金阵列电极，并将此电极应用于小分子醇的电催化研究、构建了丙三醇电化学传感器。主要创新研究成果如下：1.利用不同粒径的PS微球，通过自组装方法于气液界面铺设了二维有序密堆积的PS模板，并转移到氧化铟锡导电玻璃（ITO）表面。将二氧化硅溶胶旋转离心使其进入到PS球的缝隙中，甲苯将PS球溶解后，即可在ITO表面形成高度有序的SiO2球腔阵列结构。通过控制离心速度及时间和二氧化硅溶胶的浓度等条件来实现对SiO2球腔形貌的控制，使其形成“微容器”以达到最优的电化学催化效果。研究了SiO2球腔阵列电极具有的微电极的特性，包括电流密度增大、限域作用、边缘效应以及球腔表面功能化等，为SiO2球腔阵列电极在电化学中的应用提供了广阔的前景。2.用电化学沉积法构筑了Au(111)-like/SiO2球腔阵列电极，用于葡萄糖的检测。以密堆积的PS微球为模板制成SiO2球腔阵列结构，采用恒电位和循环伏安法的方法镀金，通过调节循环伏安的重复次数，可以调节球腔内纳米金的粒径和晶面优势生长。制备了“桑葚”状纳米Au(111)-like/SiO2球腔阵列电极，将其用作无酶葡萄糖传感器。该传感器的线性响应范围为50μM–1.5mM，相关系数为0.9995，最低检测限为12μM（S/N=3）。该传感器对抗坏血酸、尿酸、氯离子显示出非常好的抗干扰能力；基于Au(111)-like/SiO2球腔阵列电极设计的无酶葡萄糖传感器表现出非常好的重现性、重复性以及稳定性。3.基于二氧化硅球腔阵列电极，我们尝试先在球腔底部电化学沉积纳米金，然后用化学沉积法制备了PB@Au/SiO2球腔阵列电极用作过氧化氢无酶电化学传感器。通过循环伏安的电沉积次数和化学沉积PB的时间来调控PB@Au粒子的尺寸大小。我们使用SiO2球腔阵列电极将PB@Au与过氧化氢的反应活性中心转移到球腔“微反应器”中，球腔电极的限域作用提供了较快的传质速率，球腔底部的PB@Au粒子对过氧化氢产生了共同催化作用。实验结果表明，PB@Au粒子在二氧化硅球腔底部表现出良好的稳定性及催化性能，检测限为0.3μM（信噪比为3），线性范围分两个区间，0.08—1mM和1—8mM。4.构筑了一种基于SiO2球腔的Au（111）电极，并将其应用于小分子醇（甲醇、乙醇、丙三醇）的电催化性能研究。该方法以700nm直径的PS微球为模板，利用离心法制备了SiO2微球腔阵列，并在球腔底部的ITO玻璃上电化学沉积金纳米颗粒，接着通过高温煅烧的方法使得球腔底部的金纳米颗粒熔融，制成Au（111）/SiO2球腔阵列电极，作为一类新颖的修饰电极应用于小分子醇的电催化性能研究。由于二氧化硅腔体对发生于其内的电化学反应具有限域效应，因而可以得到较大的电子转移速率。同时，Au（111）吸附溶液中的OH-形成金的预氧化物种，对小分子醇类化合物具有较高的电催化活性。良好的重现性和长期的稳定性使得这类新颖的修饰电极不仅可以用于小分子醇类的检测分析，同时还为构建基于其他金属单晶粒子传感器提供了一个平台。5.基于SiO2球腔的Au（111）电极，设计了丙三醇无酶电化学传感器，结合差分脉冲伏安法（DPV）应用于测定生物质油中的游离丙三醇。与其他报道丙三醇传感器相比，本文建立的方法以下几个特点。第一，二氧化硅球腔阵列电极中的纳米金通过高温煅烧后产生Au（111）优势生长，并且Au（111）对丙三醇具有良好的催化效果。第二，通过本法制作的电极有很好的可控制性。我们可以通过改变模板大小来调节阵列点的距离。二氧化硅球腔具有限域作用，同时具备微电极特性，还可以实现球腔内部的功能化。每个二氧化硅的球腔可作为一个独立的电化学反应容器，研究腔内丙三醇分子与金粒子的电化学反应。第三，此传感器有较高的灵敏度1.49μM和较宽的线性范围0.01mM—0.8mM，可以实现生物质油中的游离丙三醇含量的检测。