本文主要合成了三种不同材料的具有多级复合孔的复杂中空结构,即多壳或多核结构。由于结构上的特殊性和性能上的优越性,具有不同内部核壳结构的微纳米材料越来越多地受到人们的关注。这种结构的材料通常具有较低的密度,较大的比表面积,较高的负载量和催化效率,并且可以有效地缩短物质或电荷传输过程的路径,因而在微尺度反应器、药物载体等许多领域都有重要的应用前景。然而目前来说,对于具有复杂内部核壳结构的中空微纳米材料的可控合成仍然是一大挑战。另一方面,一种新型的多孔材料——多级复合孔材料,随着多孔材料的发展而逐渐产生。它不同于单一孔径的多孔材料,这种复合孔材料具有两种或两种以上不同孔径的孔结构,并且按孔径逐级分布。这样的结构既可以保证产物有较大的比表面积和活性位点,又有助于物质的传递,减少物质扩散过程中所受到的阻力。故而它的各方面性能优越,逐渐受到研究者的青睐。但是同时具备多级复合孔和不同内部核壳结构的微纳米材料尚未见报道。本论文基于目前的研究现状和研究趋势,以合成同时具有多级复合孔和多壳或多核内部结构的微纳米材料为研究目标,着重利用模板法合成具有多级复合孔的多壳/核结构的微纳米材料,对产物用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、扫描透射电镜(STEM)等手段进行表征,并探讨它们在相关应用方面的性能。进一步地,我们对产物的生成机理进行了阐述,以此指导其他类似结构产物的合成,为其他材料的合成提供借鉴。本论文主要开展了以下几项工作:(1)可控合成了具有多级复合孔的不同壳层的Zn O中空材料,并研究了其形成机理和光催化性能。采用简化模板法,分别可控合成了具有多级复合孔的单层、双层和三层的Zn O中空材料。通过对产物的表征,确定了它们的大小、形貌及内部结构;通过对合成过程的实时监测,提出了温度梯度形成机理;并研究了产物在光催化方面的性能,表明随着壳层数的增加,Zn O对Rh B的催化降解性能和催化剂的循环效率都随之提高,在水处理方面表现出良好的应用前景。尤其是产物形成机理的研究,有助于指导类似结构产物的合成,从而更好的控制合成具有不同内部结构的中空微纳米材料。(2)可控合成了具有多级复合孔结构的多壳Ca CO3中空材料,并分析了产物的形成机理。我们巧妙利用有机酸钙的热分解,并通过对反应条件的调整,实现了对产物形貌的有效调控,得到了具有多级复合孔结构的单层、双层和三层Ca CO3中空材料。采用多种测试手段对样品进行表征分析,确定了产物的相关结构及性质;通过对反应过程的监测和分析,我们认为不同结构产物的形成依赖于模板层层加热机理。多层Ca CO3属于氧化物之外的多层壳材料,丰富了多层壳材料的种类,为其他类似结构碳酸盐材料的合成提供了借鉴。(3)探讨了所合成的具有多级复合孔的三层结构碳酸钙(记为HPTHMs)在作为p H响应性抗癌药物载体方面的性能。我们将HPTHMs应用于抗癌药物盐酸阿霉素(DOX-HCl)的负载和不同p H条件下的释放实验。结果表明,HPTHMs作为药物载体,具有较高的药物吸附效率和负载量,并且对药物呈现良好的p H响应性释放;通过流式细胞术(FCM)、激光共聚焦显微分析(CLSM)等手段证明了载体的存在,提高了癌细胞对DOX的摄入,增强了抗癌效果;体内/外实验进一步证明载药后的HPTHMs-DOX样品对癌细胞和肿瘤组织的生长都有较好的抑制作用。可以看到,HPTHMs在响应性抗癌药物运输方面具有良好的应用前景。(4)合成了具有多级复合孔的多核结构La2O2CO3材料,并初步探讨了产物的生成机理。采用模板法,并利用醋酸镧盐的热分解,得到了具有多级复合孔和不同核数的多核结构La2O2CO3材料。通过一系列的表征观察了产物的形貌及多孔结构;并通过中间产物的存在对其形成机理进行了初步探讨,当然确切的机理仍需要更多的实验数据证明。多孔以及多核结构的存在,有利于La2O2CO3与磷酸盐的接触,提高对磷酸盐的沉淀效率,为其作为高效的磷酸盐结合剂提供可能。