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纳米材料的合成与制备已从直接合成进入到应用模板合成的新阶段。控制合成日益成为纳米材料合成与制备中的核心问题，纳米材料合成、组装一体化将是新的研究热点。模板法是构筑纳米有序结构材料的一种有效方法。近年来，模板法在制备具有复杂形态的纳米结构材料中的研究引起了人们广泛的关注。模板法的优势在于利用模板的空间限域作用和调控作用可对合成材料的大小、形貌、结构、排布方式等进行控制，而且也可根据合成材料的大小和形貌预先设计模板。本论文旨在补充和发展利用生物模板合成无机微纳结构材料。研究中，通过调节实验选用合理的合成路线，成功制备了微纳结构的多孔氧化物(氧化镁，氧化锌，三氧化二锰，四氧化三钴等)，并对其形貌尺寸的控制和合成机理、吸附机理进行了探索性的研究。其特殊的结构与较大的比表面积有望在吸附分离和催化剂载体等研究领域得到较好的应用。
论文建立了一种通过生物模板浸渍结合高温热解无机盐溶液前驱体制备多孔微纳结构金属氧化物的简便工艺路线。利用不同的无机盐溶液为模板试剂，各种天然材料为模板，研究其对反应途径的影响，实现了对多孔形貌的有效控制，成功的制备了保留原始模板纤维形貌的氧化物。
论文研讨了溶剂种类和模板种类对产物形貌结构的影响规律。深入分析探讨了模板与前驱体溶液的作用机理和纳米颗粒的生长机制。利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和Raman光谱仪、TG—DTA、FTIR对样品进行表征和结构分析。概述了纳米粒子对有机染料的光催化降解作用，测定了不同温度制备的催化剂的光催化性能。
主要研究结论：
1、以商品纸为模板，通过简单的浸渍、热处理两步法工艺，成功合成多孔纤维结构纳米ZnO、Co3O4。ZnO和Co3O4纤维直径约5-10μm，ZnO平均粒度27nm，Co3O4为100nm左右。单根ZnO及Co3O4纤维均为疏松多孔结构。探讨了热处理温度、浸渍溶液浓度及保温时间对相结构和微观形貌的影响，在此基础上探讨了模板脱除机理和模板形貌留存机理。
2、以棉布为模板，采用浸渍结合热处理工艺，成功制备出保留棉纤维形态的纳米MgO结构。MgO纳米晶体聚集形成中空管状结构，管径约为5μm，管壁厚约为1-2μm，MgO晶粒尺寸约14-19nm。探讨了热处理温度、保温时间及浸渍液浓度对相结构及微观形貌的影响，提出了模板脱除机理和模板形态留存机理。
3、利用有机酸及CTAB表面活性剂对棉花模板进行表面修饰，通过浸渍锰溶液24h，常压空气气氛800℃焙烧1h，成功制备纤维管状形貌、纳米尺度Mn2O3。颗粒粒度约25-30nm。模板浸入到50％硝酸锰溶液后，Mn2+和溶液中的O2-易发生氧化反应，生成Mn3+。Mn3+和水中OH—仅形成八面体配合物Mn(OH)63—。这个配合物基团是晶体生长过程中的最基本单元，它们之间按照一定的方式相互联结，形成所谓的生长基元。烧结过程中，模板发生了高温裂解反应，从体系中脱除，生长基元易被空气中的氧气氧化，将Mn(OH)63—完全氧化为Mn2O3。探讨了模板处理方法、保温时间对相结构及微观形貌的影响，在此基础上探讨了模板脱除机理和模板形貌留存机理。
4、评定了本论文合成的生物形态ZnO对有机染料甲基紫的光催化降解效果。结果表明：550℃制备的ZnO具有良好的光催化性能，降解率达78.09％。评定了生物形态Mn2O3作为催化剂对有机染料亚甲基蓝的催化降解效果。结果表明：800℃制备的Mn2O3具有良好的光催化性能，降解率达93.83％。