多孔材料在吸附、分离和催化等领域有着广泛的用途。其中，介孔二氧化硅和氮化碳材料都是重要的多孔材料，对于它们制备方法和应用的研究，一直受到广泛的关注。对于介孔二氧化硅材料，其孔径、孔道结构和形貌的调节对其应用尤为重要。但大多数研究是采用单一表面活性剂为模板合成介孔材料，较少采用复合模板剂。以单一表面活性剂制备的介孔材料的结构简单，水热稳定性也较差，在实际应用方面受到一定限制，也大大阻碍了该类材料的进一步发展。另一方面，近几年来，氮化碳材料作为一种非金属多相催化剂被广泛应用于Knoevenagel缩合反应中，但是材料的结构、氮物种的含量和类型对催化Knoevenagel缩合反应性能的影响还不太明确。另外，由于催化、能源问题和节能减排引起人们广泛的关注，许多研究者力求寻找来源广泛、价格便宜且毒性较小的原料来大规模合成高效的氮化碳材料，以满足它在上述方面的应用。本论文力求充分考虑当今多孔材料的研究前沿与发展趋势，根据实际应用需求，围绕介孔二氧化硅、功能化硅基介孔材料、类石墨相氮化碳和介孔氮化碳材料的合成和构建等方面展开了比较系统的研究工作;同时，论文针对性地研究了这些材料在二氧化碳吸附以及催化等方面的应用潜能。论文的主要内容和结果包括:　　(1)以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子水溶性聚丙烯酸钠(NaPAA)的混合物为复合模板剂，以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源合成了硅基介孔材料。通过调变助剂乙醇含量、晶化温度、晶化时间、NaPAA含量和分子量等得到了结构和形貌不同的硅基介孔材料。通过小角X射线衍射，N2吸附-脱附分析，扫描和透射电镜等表征手段对材料的结构和形貌进行了分析，提出了该合成体系中硅基介孔材料可能的形成机理。结果发现:硅基介孔材料结构和形貌的变化是NaPAA和乙醇共同作用的结果。NaPAA主要起助模板剂的作用，而乙醇根据其添加量的不同其作用也不同。当乙醇添加量较少(10 mL)时，它主要作为助表面活性剂进入胶束的内部，这时仍得到六方结构的样品;当乙醇添加量达到50 mL时，其主要起助溶剂的作用，降低溶液极性，这时得到的样品为球状结构。　　(2)研究了改性硅基介孔材料的二氧化碳(CO2)吸附性能。选用聚乙烯亚胺(PEI)和硝酸镁(Mg(NO3)2·6H2O)对硅基介孔材料进行改性，制备了负载PEI和氧化镁(MgO)的硅基介孔吸附材料。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、静态体积法和程序升温脱附等手段考察了该硅基介孔吸附材料的结构和CO2吸脱附性能。结果表明，硅基介孔材料具有较大的比表面积和孔体积以及均匀的孔道结构，可以使改性剂很好的分散在其孔道内;PEI和MgO改性的硅基介孔吸附材料对CO2的吸附能力大大增强。在298 K下，PEI负载质量分数为16.7％的PEI改性硅基介孔材料对CO2的吸附量最大，达到0.98 mmol g-1;MgO改性的硅基介孔材料在MgO负载质量分数为20％时，对CO2的吸附量最大。　　(3)对于非硅基的氮化碳材料的制备，我们探索以价格低廉的尿素和二聚氰胺为原料，制备了一系列高氮含量和较大比表面积的类石墨相氮化碳材料(g-C3N4)，二聚氰胺的添加大大提高了样品的收率。g-C3N4材料能够催化醛或酮与亚甲基化合物之间的Knoevenagel缩合反应，但是其催化活性与材料表面的氮物种类型有关。红外和X射线光电子能谱分析结果表明g-C3N4材料表面至少存在四种类型的氮物种，包括:伯胺基(-NH2)、仲胺基(-NH-)、叔胺氮（N（-C）3）和吡啶氮（C=N-C），并且这些氮物种的含量和类型与材料制备原料中尿素和二聚氰胺的比值密切相关。另外，我们还通过实验证明这些氮物种在Knoevenagel缩合反应中的催化活性顺序为:-NH2＞-NH-＞N(-C)3＞C=N-C，这一结果进一步证明了从活泼亚甲基化合物中夺取质子是Knoevenagel缩合反应的速控步。并且该材料在Knoevenagel缩合反应中具有较好的循环使用寿命和稳定性。　　(4)与前面的类石墨相氮化碳材料相比，介孔氮化碳材料具有较大的比表面积和孔隙率，这样使得更多的活性位点暴露在材料的表面，同时，其较大的孔隙率有助于催化过程中的质量传输。为此，在论文第六章中，以介孔二氧化硅SBA-15作为硬模板，乙二胺和四氯化碳作为前驱体合成了一系列具有较大比表面积、孔体积和较高氮含量的二维六方介孔氮化碳材料(MCN-1)。利用几种表征手段深入研究了碳化温度对MCN-1样品结构性能、N含量和氮物种的影响。研究结果表明，较高的碳化温度有利于热聚合过程中多孔结构的形成。另外，MCN-1材料的氮含量和表面N/C原子比随着碳化温度的升高而单调降低。MCN-1-T材料的催化性能不仅与其表面的氮含量有关，还与其表面氮物种的类型有关，其中，MCN-1-400具有较高的催化活性和循环稳定性。