本论文选择具有工业催化应用背景的经典Keggin型多金属氧酸盐（POM）为基质，利用一种简便的无模板水溶液合成法，制备出四种Keggin型POM微米管：金属阳离子Zn²⁺和Cd²⁺调变的Keggin型POM微米管；生物活性分子掺杂的Keggin型POM微米管；Mo/V取代的Keggin型POM微米管；Keggin型杂多蓝微米管。探讨了Keggin型POM微米管的合成条件，生长机理，化学性质和物理性质。1、过渡金属阳离子具有丰富多彩的物理化学性质，将其引入POM微米管中，替换部分K+和Na+离子，从而可以将过渡金属的性质引入到POM微米管中。基于这一反应原理，我们制备了Zn²⁺和Cd²⁺离子调变的Zn-SiW₁₂和Cd-SiW₁₂微米管。将得到的Zn-SiW₁₂和Cd-SiW₁₂微米管用8-羟基喹啉（Q）乙醇溶液处理后，测定了其荧光发射光谱，显示出ZnQ₂和CdQ₂的荧光特性。2、在对POM微米管生长机理的研究中我们发现，在适当的条件下可以将有机组分掺杂于Keggin型多酸微米管，从而将掺杂剂的性质引入到POM微米管中。我们在微米管生长过程中掺杂了抗坏血酸（AA）和L-半胱氨酸（Lcys），AA和Lcys的含量在一定范围内可以进行调控。得到的AA-SiW₁₂和Lcys-SiW₁₂微米管对氨气具有敏感变色性质。3、Keggin型杂多钨硅酸盐中的W原子可以被Mo和V原子等过渡金属原子所取代，取代后的POM的电化学性质和电催化性质将会明显不同于全钨系列的POM。我们利用单缺位杂多钨硅酸盐在酸性介质中不稳定并且在有Mo和V存在时容易生成Mo和V取代的POM的化学性质，以单缺位杂多钨硅酸盐为原料制备出Mo和V取代的Keggin型SiW₁₁Mo和SiW₁₁V微米管，研究了所制备的微米管的氧化还原性。4、氧化态的多金属氧酸盐具有接受电子的能力而生成还原态的杂多蓝（HPB）。我们利用这一性质制备了SiW₁₂-HPB和SiMoVW₁₁微米管。所制备的微米管作为电子给体，可以将氧化还原电势匹配的金属阳离子（如贵金属阳离子）原位还原成金属纳米粒子而负载于管体上。应用此方法合成的金属纳米粒子尺寸分布较为一致且分散均匀。固载金属纳米粒子的微米管可以作为催化剂，对于一些有机反应，如烯烃环氧化和氢化、醇的氧化等有着很好的选择性和转化率。本论文中所制备的微米管材料不仅结合了POM的优良物理化学性能而且还发挥了中空结构的特点，在光电信息材料、催化剂、分子吸收剂、微反应器、生物传感器和气体传感器等方面显示出潜在的应用前景。