纳米结构材料由于具有纳米尺度的特殊结构，从而具有许多传统材料所不具备的光、电、磁、热、力学和化学等性能。纳米技术已迅速渗透到材料的各个领域，在磁记录、电子元件、传感器、显示、催化等诸多重要技术领域有着广泛的应用前景，从而成为当今材料研究的热点之一。本论文紧紧围绕纳米科技前沿领域特别是具有催化性能的纳米结构材料的研究，基于更加绿色环保的物理化学制备方法，设计和构筑新的纳米结构，并对它们的结构和性能进行详细研究，以期实现对体系中功能纳米单元的尺寸、形状、组成和结构进行主动调节和控制，揭示体系微结构与催化性质之间的构效关系。主要内容如下：　　 一、多金属氧酸盐/聚电解质复合纳米管的制备及其负载Pt催化烯烃加氢的研究　　 (1)多金属氧酸盐/聚电解质复合纳米管的制备：高质量的多酸纳米管的合成一直是一个难以解决的科学命题。我们设计了一个将层接层自组装(LBL)与模板法结合起来的方法来制备杂多酸纳米管，此种方法的一大优点是能够比较简单的控制纳米管的壁厚和内径，这一点对扩大纳米管的应用范围是十分有价值的。作者以多孔聚碳酸酯膜(PC)为模版，通过静电作用交替组装带负电荷的多酸阴离子和带正电荷的聚电解质，达到所需要的层数后，将模版去除就能得到结构稳定，壁厚可控的高质量杂化纳米管阵列，实验结果表明管壁厚度以2.2nm每双层的速度增长。此种方法的另一优点是带有一定的普适性，多阴离子的负电荷较高的多酸均可通过此方法得到管状材料。利用这个方法，作者成功制备了(P2W15/PAH)n，(P2W18/PAH)n，(EuW10/PAH)n和(P2W15/PDDA)n)四种纳米管。　　 (2)纳米管状材料催化性能初探：作者将所得的纳米管作为纳米管反应器负载Pt作为催化剂，初步研究了内径对催化反应(环己烯加氢)的影响。发现内径越小的纳米管反应器其催化转化效率越高，由此推断反应体系中Pt的扩散占主导地位。设计内径尺寸与反应分子大小相当的纳米管反应器及其应用价值还在进一步研究中。　　 二、多面体Cu/Cu2O的可控合成和应用：催化降解染料，CO的氧化及有机/无机杂化材料的制备　　 (1)铜/氧化亚铜多面体微纳材料的可控制备：利用溶剂热法合成了铜/氧化亚铜多面体微纳材料。通过简单的改变体系中乙醇和水的比例实现了所得产物组分和形貌的可控性。当体相中不含有水分时得到的是铜/氧化亚铜杂化的正六面体结构，通过不同时间取样分析观察发现六面体的形成是一个二次生长的过程；当体相中含一定量水的情况下得到的是纯组分的氧化亚铜二十六面体。应用实验表明，所得正六面体在光催化降解染料和催化氧化一氧化碳方面有良好的催化效果。　　 (2)氧化亚铜/聚苯乙炔杂化纳米材料的制备：铜纳米材料是一种优良的能聚合苯乙炔的催化剂。将所得铜/氧化亚铜六面体作为催化剂在六面体表面原位合成聚苯乙炔。聚合产物是具有高顺式结构的纳米带。聚苯乙炔是有一个取代基的共扼聚合物，在空气中有非常良好的稳定性，在非线性光学，磁学，传感器方面有着较好的应用前景。本文所得的这种内部为无机材料外部包覆聚苯乙炔的有机无机杂化材料有望在材料科学领域有更为广泛的应用前景。　　 三、无模板辅助Fe3O4纳米粒子的可控合成和磁载杂多酸体系的制备　　 利用溶剂热法合成了四氧化三铁球状纳米粒子。此种方法的优点包括：采用廉价的无机盐为原料，无需任何模板剂，绿色环保，并且通过简单的改变反应体系的pH值就能达到控制产物空实心形貌的目的。实验结果表明：随着体系pH逐渐增大，产物实现的从实心小球到空心小球的转变。在进一步的研究中，作者在这种小球表面原位包覆的一层氧化硅材料实现表面改性，接着在氧化硅表面层接层组装以杂多酸，由于四氧化三铁是一种铁磁性物质，而杂多酸以其特有结构和性能在催化领域有着广阔的应用前景，所得的这种磁载杂多酸杂化材料将为开发磁性可回收催化剂提供参考。