沸石分子筛是硅铝酸盐组成的微孔化合物，这类非均相催化剂在石油化工和精细化学品合成等领域占据重要的地位，是烷基化、酰基化、异构化、芳构化和羟醛缩合等反应常用的固体酸催化剂。在空间构型上，其有序的三维微孔骨架赋予了分子筛良好的择型选择性。同时，骨架铝取代硅产生的可调变的酸性促进了碳正离子的生成，从而加速了常见有机物的反应如异构化进程。但是，传统沸石分子筛孔径通常小于1.2nm，限制了大分子参与的反应，而微孔骨架由于扩散受阻导致的积碳严重影响了催化剂的使用寿命。　　 为解决传统沸石分子筛面临的扩散制约，1992年报道的以表面活性剂为模板制备的有序介孔材料开启了一个新的时代。介孔材料的孔径大于2nm，解决了大分子在体系内的扩散问题，但其非晶骨架导致的催化活性偏低、材料稳定性差等问题使得这类材料始终无法取代沸石在催化领域的重要地位。另一方面，以纳米晶短程通道为主的扩散体系却面临着纳米颗粒共有的缺点:材料稳定性差，分离和使用不方便。因此，秉承了微孔骨架的催化活性和稳定性，并融合介孔或大孔快速扩散通道的多级孔沸石分子筛材料近年来引起大家的广泛关注。与一般制备多级孔分子筛通常使用合成步骤复杂的硬模板法，或使用高成本的软模板剂结合特殊晶化工艺等不同，本论文在传统水热条件下，使用常规介孔软模板剂，或不使用任何介孔模板剂，开发出一种高效的、环境友好的、具有明显成本优势的制备工艺。所得多级孔材料和传统沸石相比，在衣康酸单丁酯的选择性合成和氧化脱硫等反应中，呈现出优异的催化活性，高效的产物选择性，而催化剂失活也得到明显改善。具体概括如下:　　 在第二章中，围绕多级孔沸石分子筛材料的制备，探索了沸石前驱液和表面活性剂组装的不同模式，以及高浓度NaOH体系纳米晶颗粒的自组装过程，分别制备了以单晶颗粒晶内介孔和晶粒间介孔为主的两种不同形式的多级孔材料，依次标记为HMZ和HNZ。通过高温陈化沸石前驱液(100℃)，获得适合尺度的高聚亚晶粒，并以此和传统阳离子表面活性剂（CTAB）组装或复合表面活性剂（CTAB和F127）共组装，在水热条件下制备了介孔贯穿微孔骨架的多级孔ZSM-5沸石（HMZ），成功避免了传统分相结构。详细考察了沸石前驱液组成、陈化时间、以及亚晶粒演化过程对组装工艺的影响，基于此提出沸石前驱液和表面活性剂四种不同的作用模式。所得材料和传统ZSM-5沸石相比，在大分子羟醛缩合，尤其是美托查耳酮的制备中显示出良好的催化活性。　　 在深入了解沸石晶化机理的基础上，利用高浓度NaOH对沸石成核的促进作用，和纳米晶在高温晶化过程中的自发团聚并取向性生长，在无外加介孔模板的条件下制备了晶间孔为主的纳米沸石团聚体(HNZ)。在此基础上，改变NaOH浓度，制备了一些系列不同形貌的ZSM-5沸石分子筛。　　 第三章以衣康酸和丁醇的酯化反应为模型，探索了两种不同结构的多级孔沸石分子筛的催化活性和对产物选择性的影响。选择以CTAB和F127共模板制备的单晶介孔ZSM-5沸石(HMZ)，和高浓度NaOH体系无模板工艺制备的纳米晶沸石团聚体(HNZ)为多级孔催化剂，前者具有典型的晶内介孔，后者以晶间孔为主。和传统微米级ZSM-5沸石相比，在单丁酯的选择性合成中，两种多级孔沸石分子筛做催化剂显示出极高的总酯生成率和单丁酯选择性。所得单丁酯经简单分离残余丁醇，产品可直接商业化。关于催化机理的研究表明，与传统微米级ZSM-5沸石相比，HMZ晶粒内贯穿的介孔孔道和纳米晶骨架短程的扩散通道极大的促进了单丁酯的快速扩散，从而避免了二酯的生成。　　 第四章将表面活性剂和亚晶粒组装理念拓展到介孔TS-1沸石分子筛的制备，并以CTAB和乙醇为模板成功制备了多级孔TS-1(MTS-1)。同时，将材料作为催化剂模拟汽油的氧化脱硫。在噻吩的氧化反应中，和传统TS-1沸石分子筛相比，MTS-1不仅展示出高效的催化活性，且催化剂抗失活性能明显提高。失活原因的研究表明，除多级孔道赋予的扩散优势，MTS-1大量的Ti(SiO)3OH使得材料疏水性降低，削弱了对正辛烷的竞争吸附，在提高催化活性的同时降低了积碳形成的概率，而传统TS-1沸石分子筛超强的辛烷吸附能力是其快速失活的根本原因。关于多级孔道引入造成TS-1沸石疏水性能的降低，反而促进催化活性的提升，与本实验中氧化脱硫体系的特殊性有密切关系，但也对日后设计高性能催化体系提供了新的思路。