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核-壳结构纳米材料各组分通过物理或化学作用组合在一起,展现出单一组分不具有的优异性能,在能源、环境及医药等方面均有应用。其中,磁性核-壳结构纳米材料不仅具有独特的磁学性质便于回收再利用,还兼具其它组分的特性及协同效应,因而得到研究人员越来越多的关注。组分、结构和尺寸可控是核-壳型磁性复合材料在纳米催化、吸附、分离等领域中应用的关键。目前,发展简洁温和、可持续的方法合成均匀分散、性能优异的核-壳结构复合材料是该领域中亟待解决的科学问题。本文以新型多功能核-壳结构复合材料的优化设计为目标,合成出一系列尺寸均匀、分散良好、性能优异的核-壳结构纳米材料,探究了材料结构与催化、吸附等性能之间的相互关系。首先,为解决贵金属纳米颗粒在催化过程中易流失问题,制备了新型Fe3O4@RF-Pt@PDA三明治结构磁性纳米球。双壳层设计抑制了贵金属纳米晶粒的聚集和浸出,提高了催化剂的催化效率及稳定性。制备的磁性纳米球可用于H2O2和葡萄糖浓度的定量分析。为提高贵金属纳米颗粒负载量,简化合成路径,设计合成出Fe3O4@SiO2@γ-AlOOH-Au@PDA磁性纳米花（MNF）,其中Au@PDA复合壳层可通过一步法形成。MNF在对硝基酚（4-NP）催化还原中显现出优异的催化效率及重复使用性能。进一步改善材料结构,提高催化活性,制备具有大空腔空间的Yolk-shell结构磁性催化剂,并构筑了性能优异的非均相催化纳米反应器。最后,结合mSiO2和PDA的优异特性,制备出多孔核-壳结构mSiO2/PDA。mSiO2/PDA在U（Ⅵ）的去除中展现出优异的性能。1.负载超小贵金属的三明治结构磁性球的研制及其在H2O2和葡萄糖定量分析中的应用。合成出一种新型三明治结构磁性纳米球（Fe3O4@间苯二酚/甲醛树脂-金属@聚多巴胺）,其中超小贵金属纳米晶粒封装在间苯二酚/甲醛树脂（RF）和聚多巴胺（PDA）层之间。通过改变金属前驱体,可以获得负载有单金属或双金属纳米晶粒（Pt、Pd、Au、PtAu等）的纳米球。三明治结构为贵金属纳米晶粒提供了丰富的活性位点,使其均匀分散在两壳层之间。具有多孔水凝胶状内部结构的PDA层既有效地抑制了贵金属纳米晶粒的聚集和浸出,又允许反应物分子高效扩散。Fe3O4@RF-Pt@PDA纳米催化剂具有良好的过氧化物酶性质,其催化活性取决于pH和温度,符合Michaelis-Menten催化动力学行为。此外,Fe3O4@RF-Pt@PDA纳米球可以进一步应用于H2O2和葡萄糖检测,并且检测限（LOD）分别低至3.1μM和1.36μM。这些多功能纳米球具有制备过程简单、结构优异和催化性能出色等优点,可作为纳米酶应用于临床诊断、分析化学和环境修复等领域。2.花状磁性催化剂的结构设计及其催化还原4-NP性能研究。将Fe3O4核与γ-AlOOH分级结构相结合,制备出具有花状形貌Fe3O4@SiO2@γ-AlOOH。再利用一步原位还原聚合法在其表面形成Au@PDA复合壳层,得到Fe3O4@SiO2@γ-AlOOH-Au@PDA（MNF）。探究了 SiO2层厚度、Fe3O4核表面修饰材料和尿素浓度对磁性基体材料形貌的影响,优化合成条件。制备的MNF在4-NP催化还原中展现出优异的催化效率及循环性能,其主要归因于γ-AlOOH分级结构为Au纳米晶粒提供了充足的负载位点,提高活性粒子负载量及分散性。另外,一步法负载Au纳米晶粒并形成PDA保护层可有效避免贵金属在催化过程中流失且简化了合成路径。3.Yolk-shell结构磁性纳米复合材料的通用制备方法与催化活性研究。合成了由磁性核与mSiO2壳组成的Yolk-shell型纳米复合材料,其中功能性纳米晶粒（Pd、Au或Pt）均匀分散在空腔中。Yolk-shell结构的中空内部空间为催化反应提供了充足的反应场所,磁性核为催化剂回收再利用提供简便分离方法。mSiO2壳有效保护了贵金属纳米晶粒且允许反应物和产物高效扩散。因此,该复合材料是一种理想的非均相催化纳米反应器,在Heck反应和4-NP催化还原中均展现出卓越的催化活性及循环稳定性。另外,该制备方法可延伸至负载多种贵金属,为磁性Yolk-shell结构纳米材料的制备提供参考。4.多孔核-壳结构纳米球（mSiO2/PDA）的制备及吸附性能研究。首先,合成出尺寸均一,分散良好的介孔二氧化硅（mSiO2）纳米球,再利用PDA修饰其表面,得到多孔核-壳结构mSiO2/PDA。与纯mSiO2相比,mSiO2/PDA在U（VI）的去除中展现出卓越的吸附能力。在45℃,pH=5.5的条件下,mSiO2/PDA的最大吸附量达到332.3 mg/g。同时,还探究了实验条件对材料吸附性能的影响。研究其吸附行为并探索吸附机理,为吸附新材料的制备提供新方案。