过去的几个世纪以来,化石燃料的不断燃烧导致了全球变暖,能源短缺等问题,大幅度提高能源利用效率成为重中之重,因此不断发展廉价高效的催化剂迫在眉睫。二氧化硅材料由于其独特的性质一直被广泛应用在各类催化剂之中。但是二氧化硅材料仍然存在一些问题,例如传统的介孔二氧化硅制备方法浪费能源且污染环境,负载型催化剂稳定性差强人意,核壳结构催化剂传质较差等。因此本文针对以上问题通过一系列研究得到以下结论:(1)本文系统地研究了热水刻蚀法制备多孔二氧化硅的反应过程,提出了二氧化硅的熟化程度决定了刻蚀速率这样一个机理,解决了热水刻蚀法制备多孔二氧化硅材料重复性不好这样一个难题。研究发现胶体二氧化硅的制备时间和刻蚀之前室温下样品在水中的储存时间是影响二氧化硅熟化程度最主要的因素。随着对刻蚀过程不断深入地了解,通过精确控制热水刻蚀的各大影响参数,本文实现了多孔二氧化硅的绿色可控制备。(2)针对负载型二氧化硅(SiO2)某催化剂和核壳结构硅基催化剂的优缺点,本文提出了基于二氧化硅半包覆结构构筑高稳定性催化剂的新策略。金属内核一半暴露在外界环境内,一半包覆在二氧化硅里。透射电子品微镜证明了其结构的独特性。通过控制纳米颗粒表面表活剂修饰的程度以及硅源的量和反应时间的长短,实现了包覆程度的精确调控。与此同时,将这种半包覆的方法应用在其他油相金属纳米颗粒上,也成功制备出半包覆的结构,证明了它是一个通用的包覆方法。这样一个独特而且通用的结构将会给各种反应条件严峻的催化反应提供一个解决思路。(3)鉴于上一点提出的金属/二氧化硅半包覆结构,本文完成了钯镍合金/二氧化硅半包覆结构催化剂(Pd-Ni@p-SiO2)的制备,并将其应用在二氧化碳加氢的热催化和光热催化反应当中,这种结构结合了核壳结构和负载型催化剂的优点,表现出高活性和稳定性。Pd-Ni@p-SiO2在二氧化碳加氢的热催化反应中,一氧化碳的活性可以高达806.8 mmol g-1h-选择性接近100%。而且在高温测试过程中,一直保持着均一的形貌以及超高的稳定性。与此同时Pd-Ni@p-SiO2也是一种非常好的光热催化剂。在光热催化二氧化碳加氢过程中Pd-Ni@p-SiO2表现出很好的活性和稳定性,选择性也极其优异。