自从20世纪90年代初期介孔二氧化硅材料问世以来，这种新颖的材料引起了学界的广泛关注。经过20余年人们的不断努力，材料的合成、表征与应用方面已经取得了长足的进步。由于其内部的有序结构，介孔二氧化硅材料具有非常大的比表面积。但是，二氧化硅本身的化学惰性（材料本身不具备氧化还原等化学活性）使其在某些领域，比如电化学与催化方面，并不能很好地得到应用。介孔过渡金属氧化物的成功制备打破了这一僵局。由于介孔过渡金属氧化物具有较高的密度，所以它们的比表面积没有介孔二氧化硅那么高。然而，介孔过渡金属氧化物拥有许多独有的特性，诸如限域在纳米孔壁内的d层电子，具有氧化还原活性的内表面以及有序的介孔结构等。这些优异的特性拓展了介孔材料的应用范围，使其在能源转化与储存，催化，吸附，环保，传感等领域均取得了令人满意的表现。本论文以纳米浇铸技术为手段，成功制备了介孔MnO2等过渡金属氧化物，并分别研究了它们在水污染治理与电能储存方面的应用，主要成果如下：1.我们以SBA-15为硬模板，利用真空辅助的纳米浇铸方法成功地合成了有序的介孔二氧化锰纳米阵列。之后，为了获得更好的除砷（III）效果，我们以介孔二氧化锰为母体，将不同比例的氧化铁引入到了它的二维六方孔道之中，制备出了FeMn-x系列协同吸附剂。由于含有氧化锰与氧化铁两个组成部分，该系列吸附剂可以同时完成砷（III）到砷（V）的氧化以及对砷（V）的有效吸附，显示出协同的吸附效果。吸附剂的最大吸附量可高达10.55mg g-1，并能够在短时间内完成吸附过程。另外，由于FeMn-2样品中氧化铁与氧化锰的比例为最佳比例，它不仅具有令人满意的吸附容量，而且能够实现砷（III）的彻底净化：即使处理300ppb的痕量砷（III）时，它依然能够将其净化到10ppb以下，使水质达到世界卫生组织（WHO）要求。2.凭借介孔MnO2的合成经验，我们同样合成了介孔Co3O4。小角XRD证明了产物的p6mm空间结构，而广角XRD表明介孔Co3O4的晶体结构为面心立方相，而且内部结构比较致密，这导致介孔Co3O4的比表面积只有95.08m2g-1，小于结构较为松散的介孔MnO2的比表面积（139m2g-1）。循环伏安测试结果表明介孔Co3O4的电容能力源于赝电容过程中电极表面发生的氧化还原反应，而非双电层电容。介孔Co3O4的比电容可高达107F g-1。