自19世纪催化剂这个概念被提出以来,它的发展过程与化学工业的发展息息相关。随着化学工业进程的迅速发展,高效催化剂迅速兴起。21世纪是现代化学工业的飞速发展期,化工过程中越来越多的涉及到多组分、多步骤、精细化以及复杂的化学反应。为满足社会发展的需要,各种各样的催化剂被研究者开发设计出来。其中,高分子材料具有重量轻,组成和结构容易控制等优点,在具体应用中显示出很强的设计适应性,故智能聚合物中包裹催化活性位点的反应器是近年来的研究热点之一。本文为了满足实际应用过程中所涉及的多组分、多步骤等复杂化学过程中对于催化剂的不同要求,受到大自然生物的启迪,设计了针对不同情况下的三款聚合物反应器。首先,针对特定应用需要,发展选择性/非选择性反应器,该反应器可以在某些场合进行选择性的催化,但在其他场合进行非选择性催化。本文第一部分,通过在含有酸性位点与长链的聚合物中构建分子印迹结构并与金属纳米粒子精确的结合,制备了具有识别/非识别可切换催化的聚合物反应器。该反应器同时拥有酸性位点与金属纳米粒子,所以其具备催化底物进行水解-还原多步反应的能力。除此之外,该反应器通过“活域”冻结或流动状态的可逆切换,来实现特异性识别/非识别可切换催化。具体来说,在低温时“活域”冻结,反应器中印迹结构提供通道可以特异性识别底物,实现了对印迹底物的特异性识别催化;在高温时“活域”流动,印迹通道的印迹结构被破坏,所有底物都可以进入,无法对底物实现特异性识别催化。就这样,该反应器通过对温度的控制实现了识别/非识别催化的切换。本文第二部分,针对多步骤精细化学反应,实现对催化反应进程的控制,发展水解、水解-还原过程可切换的新型反应器。通过两个温敏功能层和一层惰性层的设计,制备了反应进程可控的聚合物反应器,其第一层是提供酸性位点的温度响应水解功能层;第二层是温度响应还原功能层;第三层是丙烯酰胺与苯乙烯共聚而成的惰性层。该反应器可以通过两个温度响应层的控制从而实现对多步骤精细催化的控制。具体来说,在低温时,底物分子不能进入反应器进行反应;在中温时,底物分子可以进入反应器进行水解-还原反应;在高温时,底物分子进入反应器进行水解反应。就这样,通过对反应温度的精确控制,该反应器可以实现对多步骤反应进程的催化控制。本文第三部分,为解决应用中复杂多变的环境以及苛刻要求,设计了一款具有可切换催化水解/降解反应的双功能聚合物反应器。该反应器由温度响应的水解层（含有酸性催化位点）和包裹着硫化镉纳米粒子的光催化层构成。该反应器可以通过两功能层的控制配合,从而满足反应过程复杂多变的要求,减少实验分离步骤。具体来说,当温度低于水解层温敏共聚物的相变温度时,网络通道关闭,底物分子难以接触到活性位点,不能进行催化水解;当温度更高时,网络通道开启,底物分子接触到活性位点,进行催化水解反应。当某些场合需要对反应物进行降解时,此时聚合物反应器的光催化层在强光源的条件下可以实现对罗丹明B的催化降解。因此,该反应器可以通过对温度的调控以及强光源的开启来实现对水解、降解反应的切换催化。通过以上的研究工作,实现了在化学反应中的识别/非识别的切换催化、对精细化进程控制催化,以及复杂化学反应的可切换催化。同时也为今后各种复杂反应所需的催化剂的设计提供了一些思路。