纳米氧化铜在催化、传感器、锂电、仿生材料等许多领域都发挥着重要的作用，尤其是其做为催化剂的应用引起了人们的普遍关注。目前的研究主要集中于多形貌氧化铜纳米材料的合成，生长机理的探索，以及形貌、结构与性能之间的内在关联。特别是具有特定形貌尺寸、暴露同一晶面的阵列式材料将为进一步纳米氧化铜器件化的应用提供科学基础。本研究论文的目的在于，通过无机纳米结构可控合成和改性方法的优化，获得了一系列具有不同形貌、尺寸和优势晶面等结构特征的氧化铜有序纳米阵列材料，并将其做为一类新型的纳米氧化铜结构化催化剂。通过研究组成、结构对催化性能的影响，探讨形貌、晶面效应与催化性能之间的关联。合成的纳米氧化铜阵列材料具有活性高、稳定性好、易分离、制备工艺简单等显著优点，为其今后的工业应用奠定了一定的研究基础。主要的研究工作及结果如下：1、以铜箔或泡沫铜为基底和铜源，通过原位生长法，控制合成一系列具有不同形貌的氧化铜纳米阵列，包括纳米片，纳米带和纳米线结构。通过XRD,SEM,TEM，HRTEM，XPS,TPR等技术手段对三种氧化铜阵列材料进行了结构比较，并通过苯酚催化氧化反应评价了三者的催化性能差异。研究结果表明，具有不同结构特征的三种氧化铜纳米阵列都表现出易分离/回收，制备工艺简单等结构化催化剂的优势，但是其催化性能与形貌有着密切的关联。暴露[11ˉ0]晶面的纳米片结构催化活性最高，暴露[001]晶面的纳米带结构活性较低，而多晶的纳米线结构活性最低，且经过三次循环反应后，催化剂的形貌和活性基本得到保持。我们利用晶面效应对催化结果进行了解释，并通过数学模型的建立和模拟计算验证了该结论。2、以玻璃、泡沫铜或泡沫镍为基底，通过外加铜盐法，控制合成多种形貌各异的氧化铜纳米阵列，探讨了系列反应条件对纳米阵列形貌的影响。通过XRD，SEM，TEM及HRTEM等技术手段考察了晶体结构，并将其分别应用于苯酚催化氧化反应中。研究结果表明，在玻璃基底上，以硝酸铜为铜源合成的氧化铜纳米。阵列具有较高的催化活性，证实了纳米阵列形貌、结构对催化性能的影响。3、通过二氧化铈的引入，优化纳米氧化铜阵列和粉体材料的催化性能，研究铈对氧化铜结构的影响及助催化作用。分别利用旋涂法和前体法将铈引入氧化铜结构中，经过高温焙烧得到铜铈复合氧化物。通过材料的结构，热稳定性，比表面等表征，以及催化性能的评价，发现铜和铈之间的协同效应使得氧化铈对氧化铜具有明显的助催化作用，苯酚催化氧化的活性得到进一步提高。