氧化铈是一种用途十分广泛的稀土材料，因铈离子独特的电子构型以及氧化铈独特的晶体结构，使得氧化铈在汽车尾气净化处理、气体传感器以及固体燃料电池等方面展现出了巨大的发展潜力。经研究发现具有分级多孔结构的纳米氧化铈，不仅能够满足材料对自身微观纳米结构的影响，而且可以有效的提高材料的催化活性和氧缺陷的含量。因此，分级多孔结构纳米氧化铈材料成为近年来研究的重点，如何实现对其的合成与制备均具有非常重要的现实意义。　　在常规方法无法实现对分级结构材料的精确制备的条件下，生物模板法应运而生。而自然界经过了上亿年的进化，为我们提供了丰富的具有精细分级结构的生物体。因此本文设想可以利用自然界中复杂多变的生物体的精细结构来合成具有特殊功能的新型材料。　　本文采用生物模板法，利用自然界中较易得的山茶花花瓣、油菜花粉为天然的生物模板，通过硝酸铈溶液的浸渍，合成具有多孔结构的氧化铈材料。考察了模板与硝酸铈的配比、反应的时间、煅烧的温度等对材料形貌及性能的影响规律，以便确定最优的制备工艺。并通过CO的催化氧化和亚甲基蓝染料的降解，对制备的材料进行性能分析，探讨在精确复制生物体分级精细结构的前提下，所制备得到的氧化铈材料的催化反应活性。　　本文的两组实验均是先通过热重分析(TGA)来确定样品的最佳煅烧温度;采用N2吸脱附仪，在77K下测定样品的吸脱附等温曲线，并通过BET方程计算样品的比表面积，用BJH拟合吸附等温线得到样品的孔径分布曲线;并通过不同制备条件下样品的SEM、TEM、XRD等手段对样品形貌和晶体结构进行表征。结果表明，当煅烧温度为550℃时，能够完全去除原始模板，并且较好的保留了原模板的形态特征，得到了具有分级精细结构的氧化铈材料。由两种模板制备得到的氧化铈材料均是由面心立方萤石结构的纳米晶体颗粒堆积形成的，晶粒大小约为5-10 nm，两种结构的氧化铈材料具有丰富的孔道结构，其纳米微孔孔径分别集中15-18 nm和2-4 nm。且具有较大的比表面积，两种不同形貌氧化铈材料的比表面积分别为98.6 m2/g和158.6 m2/g。　　使用XPS和EDS能谱分析仪对材料表面的元素组分进行定性和定量分析，结果表明，生物模板中含有大量的含氮官能团，有效的实现了对氧化铈材料的生物氮掺杂，含氮量大约为5.67％，材料中的氧缺陷和氧空位的含量也随之增加。另外，H2-TPR测试结果表明，两种含有丰富多孔结构的氧化铈材料体相氧活性和氧扩散能力均有较大提高，进而大大提高了材料的氧储存能力。　　考察了两种不同仿生形态氧化铈材料对模拟亚甲基蓝印染废水的催化降解能力和对CO的催化氧化活性，结果表明，两种模板得到的氧化铈材料对亚甲基蓝均具有一定的吸附性能，且具有较高比表面积和较多氧缺陷比例(43.7％)的花粉结构得到的氧化铈对亚甲基蓝的降解能力相对较高，在反应90 min后染料脱色率可达到90％以上。并且对CO的催化效果也较好，在400℃的时候对CO的催化效率已经达到80％。