金属纳米颗粒由于尺寸小且高比表面积的性质,在催化、能源、医药等应用领域中有重要价值。但是,由于金属纳米颗粒在实际应用中会极易发生团聚,导致颗粒变大分散不均而失去相应的特性,在应用过程中失去活性。因此,通过有效手段控制金属纳米颗粒的稳定性,是确保金属纳米颗粒应用价值的关键。金属氧化物具有介孔结构而且与金属具有强相互作用,可以良好地稳定金属纳米颗粒,常被用作载体材料负载金属纳米颗粒。空心结构在催化等化学反应过程中具有较高比表面积,采用空心球金属氧化物作为载体负载金属颗粒,能实现良好的分散稳定纳米颗粒的作用。金属颗粒与载体之间的相互作用使空心纳米复合材料具有特殊的性能。因此,空心球结构纳米复合材料具有较好的研究及应用价值。本文以提出普适性空心结构纳米复合材料的合成方法为主旨,以实现金属纳米颗粒的良好分散性与稳定性为目标,采用不同聚合物模板,避免先制备模板以及单独负载金属的复杂过程,利用简单的一步合成法,制备高稳定性的金属/金属氧化物空心球纳米复合材料,实现金属纳米颗粒的均匀分散,在高温条件不发生团聚,并作为催化剂应用于小分子氧化催化反应,在提高催化性能的同时使金属纳米颗粒保持稳定。（1）采用脲醛树脂聚合物模板法的工艺路线,利用氧化物原位组装的方式,制备了Au/TiO₂、Pd/ZrO₂、Pt/ZrO₂、Au/CeTiO₂等纳米复合材料,实现空心球结构的良好调控,保证了纳米颗粒在载体上均匀分散,减少了金属纳米颗粒团聚烧结的现象,提高了纳米材料的热稳定性,并通过CO催化氧化反应以及CH₄催化氧化反应的测试结果,表明了制备的纳米复合材料具有较高的催化活性、循环性能以及良好的稳定性。（2）利用间苯二酚甲醛树脂聚合物模板法制备了具有空心球结构的TiO₂金属氧化物。一方面通过引入贵金属Pt纳米颗粒得到粒径（<5 nm）较小,分散性良好的Pt/TiO₂纳米复合材料,用于甲烷氧化催化模型反应,材料有较好的反应活性和稳定性。另一方面,将空心球TiO₂掺入LiOH制备成电极材料Li₄Ti₅O₁₂（LTO）用于锂离子电池测试,实现了电极材料的长循环性能。实验也制备了其他金属氧化物ZrO₂、CeTiO₂及复合材料,表明了合成方法的通用性。