三维多孔材料由于多孔的结构特征而具有许多特殊的性能，可以用作光子晶体、催化剂、分离膜、传感器、吸附剂、电极材料和储氢材料等。因而，多孔材料的合成与应用一直是人们关注的热点。多孔材料制备的关键问题是如何控制孔的大小、形状和分布以及在孔中引入功能基团和功能分子等。模板合成法是近年来发展起来的一种有效的合成三维多孔材料的方法。通过模板法人们已经成功地合成了不同结构和性能的多孔材料，在纳米结构制备科学上占有极其重要的地位和广阔的应用前景。 基于以上分析，结合本研究组在生物传感、微/纳米器件及表界面反应动力学等方向的研究基础，本论文主要研究了以下三方面的问题：1．气泡模板法制备多孔铜材料的方法 利用气泡动态模板法，我们成功地制备了具有相互贯通的大孔和纳米颗粒组成的多孔铜膜材料。这种方法是在含有金属离子的强酸性溶液中，于工作电极上施加一个较大的还原电流，使氢气析出，同时金属发生电化学还原沉积在基体上。在此过程中，氢气泡作为金属铜沉积的动态模板，在基体上形成了具有贯通的大孔和纳米粒子的多孔铜膜材料。改变沉积液的浓度、沉积电流密度和表面活性剂(CTAB，十六烷基三甲基溴化铵)的浓度可以改变多孔铜材料的孔径和壁厚。这种材料由于具有多级结构(微米级孔洞和纳米级颗粒)，可用于构筑超疏水界面。 2．气泡模板法间接制备多孔金材料 由于金具有较高的平衡电位和较低的氢气析出过电位，难以用氢气泡作为动态模板直接合成结构较好的多孔金材料。因此，我们提出了利用氢气泡动态模板法结合置换反应的技术，成功制备了具有贯通的三维多孔结构并且由纳米颗粒组成的多孔金膜电极。首先，利用氢气泡动态模板法合成金属铜多孔材料。然后利用铜多孔材料与KAu(CN)2溶液之间发生的置换反应，将铜多孔材料作为牺牲模板，转换为具有相同结构的金多孔材料。还采用了电化学去合金过程来去除金多孔材料中残余的铜。研究了多孔金膜电极材料对葡萄糖电催化氧化性能，发现该电极对葡萄糖电氧化具有很好的催化活性。 3．胶体晶模板法制备多孔铂 以旋转涂覆法(Spin coating)制备了不同粒径的三维胶体晶模板，然后采用恒电位沉积技术在模板孔隙中电化学沉积了铂金属催化剂，经化学法刻蚀胶体晶模板后得到了三维多孔铂催化剂。利用原子力显微镜、扫描电镜技术和X射线衍射等手段，对制得的有序阵列结构纳米材料进行了系统的表征。考察三维多孔铂材料对甲醇氧化及氧气还原反应的电催化性能。实验结果表明，所制备的三维多孔铂催化剂，具有很大的真实表面积和活性位点；铂催化剂中的三维多孔结构利于扩散传质，可提高铂催化剂的利用率及其反应活性；多孔铂催化剂的刚性结构还可以有效地避免实际操作中因团聚和结构坍塌引起的催化剂使用寿命下降的问题。