介孔材料具有不同的骨架组成、灵活的表面化学性质、丰富多样的介观结构等独特的优点,在生物医药、能源和环境等领域中被广泛研究。目前,研究最成熟的介孔材料为介孔碳和介孔二氧化硅材料。由于高的比表面积、大的孔体积、均一可调的孔径和良好的稳定性,介孔材料在催化、传感、吸附与分离、载药等许多领域具有广阔的应用前景。然而,根据实际的应用需要设计、合成功能化的介孔材料仍具有挑战性。本论文通过模板法、选择性刻蚀及表面修饰等方法相结合制备具有空心结构和特定表面化学结构的介孔碳和介孔二氧化硅材料,并利用其独特的孔道和表面化学结构负载金属纳米粒子,制备了负载型纳米金属催化剂。将合成的负载型纳米金属催化剂用于甲酸脱氢反应,通过载体和金属纳米颗粒之间的主客体相互作用,提高了金属纳米颗粒的催化活性。论文第二章首先通过原位自组装方法合成了空心介孔碳纳米微球（HMCS）,该材料具有大孔径,大的空腔结构等优点。在此基础上,通过多步表面修饰引入氨基和杂质原子氮,制备了氨基功能化和氮掺杂的介孔碳纳米球（NH2-N-HMCS）,并通过湿化学法在该材料中成功引入Au Pd纳米颗粒,最终得到具有甲酸脱氢催化活性的介孔复合材料Au Pd/NH2-N-HMCS。杂原子氮的引入使碳表面获得更多的活性π电子,最大限度地增强了金属-载体之间的相互作用,从而提高了催化剂对于甲酸脱氢反应的催化活性。同时,极性基团-NH2使得碳表面具有亲水性,并抑制负载的金属纳米颗粒团聚。此外,-NH2也可加速甲酸中O-H键的断裂,从而加速甲酸分解速度,可显著提高催化剂的析氢活性。在298 K且无任何添加剂的情况下,Au0.3Pd0.7/NH2-N-HMCS在甲酸脱氢反应中表现出优异的催化活性,其初始TOF值高达7747 mol H2 mol catalyst-1 H-1,该催化剂经过4次催化反应测试后,仍具有良好的催化活性。论文第三章以sSiO2@CTAB/SiO2结构的纳米微球为核,使用阳离子表面活性剂诱导选择性刻蚀的方法合成了空心介孔氧化硅纳米微球（HMSS）,并通过表面接枝法将氨基引入所得材料表面,最后利用湿化学法引入Au Pd纳米颗粒,合成了有氨基修饰的负载型金属纳米催化剂Au0.3Pd0.7/NH2-HMSS。该材料具有中空结构,且壳层具有开放且垂直的介孔孔道,这一结构为催化反应提供了更多的空间。该材料中-NH2的引入可显著影响Au Pd纳米颗粒在载体表面上的成核和生长,并促进甲酸吸附,进而提高催化剂对甲酸脱氢的催化性能。论文第四章利用3-氨丙基三甲氧基硅烷和一氯三嗪-β-环糊精发生反应形成环糊精衍生物,并通过接枝法将其修饰在空心介孔氧化硅微球HMSS的表面,最后利用湿化学方法引入Au Pd纳米颗粒,得到环糊精修饰的负载型金属纳米催化剂Au0.3Pd0.7/β-CD-HMSS。该催化剂具有良好的分散性、中空结构以及垂直的介孔结构。环糊精衍生物有利于固定金属纳米颗粒,形成高度分散的金属纳米颗粒,同时其结构中的吡咯氮可进一步优化所得材料对甲酸的催化活性,Au0.3Pd0.7/β-CD-HMSS催化剂对甲酸脱氢反应的初始TOF理论值为272 mol H2 mol catalyst-1 H-1。