理论和实践表明，以TiO2为载体制备的金属催化剂具有还原温度低、活性、选择性和抗中毒性好等优点，被誉为是继Al2O3和SiO2后的新一代载体。由于TiO2的比表面较低，限制了金属的高分散容量和在催化领域中的开发应用，通过降低粒度和增加孔隙结构制备的纳米多孔催化材料可有效改善表面积的大小。在介孔TiO2的合成中，通常以表面活性剂和有机小分子非表面活性剂为模板剂，所使用的表面活性剂主要包括磷酸盐、季铵盐等离子型表面活性剂，以及长链伯胺、聚氧乙烯、嵌段共聚物等非离子型表面活性剂。用上述模板剂制备介孔TiO2，或制备条件复杂、费时，或合成的介孔TiO2材料比表面积和孔体积较小。人们在研究介孔材料的孔道结构形成机理及其应用的同时，一直在不懈地探索用价廉、易得的表面活性剂为模板剂合成介孔材料的可能性。本实验选择的氯化十六烷基吡啶模板剂具有价廉、化学稳定性高等优点，所采用的制备方法简便易操作，合成的介孔TiO2具有比表面积和孔体积较大、稳定性较高等特点。 本文首次以氯化十六烷基吡啶(C16PyCl)为模板剂，水为溶剂，在20℃、碱性条件下直接合成介孔TiO2材料。研究了均三甲苯和磷酸对介孔TiO2材料结构与性能的影响，以甲基橙的光催化降解为探针反应对介孔TiO2材料进行活性评价；首次系统地研究了模板剂、溶剂、前驱体溶液pH值、老化温度、合成温度和C16PyCl/钛酸丁酯(TTIP)摩尔比等制备条件对纳米介孔TiO2材料结构性能的影响；以C16PyCl为模板剂，乙醇为溶剂，在20℃、中性条件下首次合成了Ce掺杂的纳米钛铈介孔复合氧化物(m-TiO2-CeO2)材料，研究了不同钛铈摩尔比对介孔TiO2材料结构与性能的影响；合成介孔TiO2材料时有报道，而将介孔TiO2负载活性组分制成催化材料应用的则少有报道(仅查到一篇文献)，本文首次将金属钌负载在介孔TiO2材料上，以甲醇分解制氢为探针反应，系统研究了不同表面活性剂、不同溶剂、不同合成温度、不同老化温度、不同pH值以及Ce掺杂对催化活性的影响。用红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、BET比表面测定、程序升温还原(TPR)、程序升温脱附(TPD)、X射线光电子能谱(XPS)和活性表面积的测定等技术对介孔TiO2材料和Ru基催化材料的物理化学性质、结构和晶相进行了表征，并与催化活性关联，探讨了催化材料活性—组成—结构之间的相互关系。