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无机多孔材料由于具有高的比表面积、高的孔隙率和空旷的结构等独特的性质，使其在工业催化、吸附与分离、离子交换和环境处理等领域都展示出了很好的应用前景。其中介孔材料的研究已经逐渐发展成一个独立的领域，由于其具有较大且易调变的孔径（孔径可以在2nm-50nm之间调变）及容易对材料进行修饰等特点，使得介孔材料有着很大的应用前景。但是随着研究的不断深入，人们发现介孔材料存在很多的不足：常见介孔材料的孔径其实大都分布在2纳米到10多纳米之间，而对于需要较大孔径的大分子的催化反应或者生物大分子的吸附分离等需求则不能满足；具有单一孔径的介孔材料已经不能满足需要；介孔材料要想真正地被广泛应用，稳定性是限制介孔材料实际应用的关键问题所在；介孔材料的合成大都采用溶剂热的合成方法，通过形成溶胶-凝胶的过程，最终得到介孔材料，但是溶剂热的合成不可避免的要使用溶剂，增加了合成的成本，而得到产物后，形成的废液仍然需要解决。本论文试图从合成方法上着手，通过设计新型的合成路线，如提高合成的高温陈化温度，在高温体系下添加无机阳离子盐，选用低融点的固体原料，在无溶剂的体系下直接合成，改变不同的高温焙烧温度等，从而得到了不同性质和不同孔径大小的多孔材料。同时，本论文对所得到的多孔材料的合成机理与性能进行了全面系统的研究。首先，为了得到较大孔径的介孔分子筛，科研工作者做了大量的尝试与研究。Antonietti, M.教授研究组通过调节表面活性剂的碳链长短，成功的合成了不同孔径大小的介孔分子筛MCM-41，其中孔径在1.6–4.2nm （BJH）之间可调；复旦大学的赵东元教授研究组利用在合成体系中引入极性有机添加剂，如1,3,5三甲苯、烷烃等作为扩孔剂，成功地得到了较大孔径的介孔分子筛材料；Inagaki, S.教授研究组和浙江大学的范杰教授研究组通过提高合成温度，同样能够达到增加孔径的效果；而与此同时，提高水热处理温度，介孔分子筛的缩合程度大大加强，其热稳定性、水热稳定性和机械稳定性在一定程度上都能够得到提高。与前两种方法相比较，提高合成温度是最为直接和有效的方法。传统上认为在高温（>150℃）条件下，碳氢表面活性剂自身就会分解或者其形成的胶束会变形扭曲，从而起不到模板剂的作用。最近国内的肖丰收教授研究组报道，在高温合成介孔分子筛的过程中，表面活性剂只是在初始阶段形成基本骨架时起到至关重要的作用，而在随后的骨架缩合过程中的作用就不是那么重要了，即使完全分解也不会影响最终产物的结构。基于这个机理，使得高温条件下大孔径介孔分子筛的合成不再受到表面活性剂分解温度（>140°C）的限制。在本论文中，我们在之前报道的基础上，利用单一的表面活性剂F127作为模板，通过调节不同的高温反应温度（180-220°C），得到了一系列稳定性高的具有较大孔径的三维立方有序介孔材料LP-SBA-16T。此外，本论文还在高温200°C合成的体系下，通过加入无机阳离子盐(K+,Mg2+, Al3+)成功的合成了一种介孔孔壁高度聚合的且较大介孔含量可控的多级孔材料(3D-SBA-15C-T)。其次，对于非硅基的介孔材料，如早期合成的介孔磷酸铝及金属掺杂的介孔磷酸铝材料具有较低的热稳定性，这在很大程度上制约了其在吸附分离与催化中的应用。为了提高介孔磷酸铝的热稳定性，科研工作者进行了大量的尝试，也取得了很大的进展，如：通过改变表面活性剂、制备无机前躯体、利用“酸碱对”机制等，都在一定程度上提高了介孔磷酸铝材料的热稳定性。在一般情况下，有序介孔磷酸铝材料只有一套孔，然而最近研究者们发现多级孔材料在实际的吸附与催化反应中显示出更加优异的性能。科研工作者利用小分子胺和大分子的表面活性剂作为混合模板成功的合成了多级孔的磷酸铝沸石。在之前的研究中，绝大部分介孔材料包括介孔磷酸铝材料都是在水溶液或在醇水溶液体系中合成的。然而大量溶剂的使用不仅提高了合成成本，同时伴随着大量的废水废液的生成，给环境也造成了无以估量的伤害，进而对人类的健康造成巨大的伤害，属于非绿色合成方法。在本论文中，我们通过“固相合成”的方法，第一次成功的利用单一的模板剂合成了具有多级孔结构的磷酸铝材料和金属（Fe、Co、Cr）掺杂的多级孔磷酸铝材料，并将得到的金属掺杂的多级孔磷酸铝材料进行了环己烯的氧化反应性能测试，与相同掺杂量的常规Co-APO-5相比，我们合成的样品显示了更好的活性。此外，我们将合成的体系从磷酸铝材料拓展到了硅铝材料，同样在无溶剂的条件下，利用单一的模板剂得到了多级孔的硅铝材料。另一方面，目前报道出来的介孔材料的孔径大都小于30纳米，超介孔材料是连接介孔材料和大孔材料的一个重要的桥梁，所以超介孔材料在择型催化、选择性吸附分离方面有着更加重要的意义。基于上述阐述，在本论文中，作者从提高介孔材料稳定性出发，利用在不同高温焙烧的方法合成了一种超介孔/大孔-晶体墙（方石英）的复合材料。这一合成方法的特点是：超介孔/大孔的孔径通过煅烧的温度可调，其中孔径的变化主要利用扫描电子显微镜技术进行了跟踪研究。