近几年,由于空心材料具有高比表面积、低密度、渗透性好等优点,倍受人们关注。构筑空心材料的方法有多种选择,并且由于空心材料相对于其他材料的显著优点,空心材料在各个领域都得到了很好的应用,如:光电材料、包裹材料、反应工程、药物缓释等,这使得空心材料成为研究的热点。本文基于对空心结构材料形成机理的了解,结合模板法与自身刻蚀方法,构建空心结构材料。通过构筑/修饰不同的空心材料,研究空心材料的结构、组成与材料性能之间关系,为在不同领域的应用研究提供理论依据。具体内容及结果如下:(1)以二氧化硅微球为模板,利用多巴胺的仿生修饰在二氧化硅微球表面形成聚多巴胺壳层,通过水热刻蚀,将二氧化硅微球刻蚀掉,最终形成聚多巴胺复合空心微球,通过TEM研究其在不同反应时间以及不同温度下对形成空心结构的影响,提出聚多巴胺复合空心微球的形成机理。(2)利用聚多巴胺自身所含有的功能基团(氨基和邻苯二酚基团),将所制得的聚多巴胺复合空心微球进行相应的功能化。通过改变功能材料的种类,调整复合空心功能材料的形貌与性能,赋予材料不同的功能。通过TEM,UV,XRD等研究复合空心功能材料的性能,为复合空心功能材料的应用提出理论依据。(3)利用密胺泡沫的多孔吸附性以及不锈钢网的多孔渗透性,采用多巴胺修饰,通过调控反应体系的反应温度获得表面粗糙的密胺泡沫和不锈钢网;并将进行疏水化修饰使其具有超疏水性能。研究所制得材料的油水分离性能,提出温度对多巴胺修饰材料的影响以及油水分离效率的影响。(4)将介孔二氧化硅棒作为模板,采用自身模板法,在醇-水介质中一步法水热合成出氢氧化镍空心棒,将所制得材料作为电极材料,研究其在超级电容器上的应用。(5)将介孔二氧化硅棒作为模板,采用模板法,在水介质中一步法水热合成硅酸镍空心棒,研究其在重金属离子吸附以及染料吸附方面的吸附性能;并采用原位还原法在硅酸镍空心棒表面还原出镍纳米粒子,将其作为催化剂应用于染料.催化研究催化性能。