自从1992年美国Mobil公司首次报道介孔分子筛MCM-41的合成以来，由于该材料具有均匀可调的孔径、可控的形貌及结构组成、较大的比表面和吸附容量以及较高的热稳定性等特点，在大分子的吸附和分离以及催化等领域具有潜在的应用前景，因而受到了人们的广泛关注。特别地，在催化领域，由于MCM-41的特殊结构(例如：较大的比表面、适宜的孔径和孔容等)以及易于剪裁修饰等特点，近年来，有关介孔分子筛的合成、改性及催化应用已成为催化研究领域中的热点之一。为了进一步拓展MCM-41介孔材料的应用，本论文从科学创新和实际应用的角度出发，立足于介孔材料的功能化，以期设计和开发出新型实用催化剂。　　 本论文重点研究了介孔分子筛MCM-41的修饰改性及其催化应用，分别通过有机官能团接枝、超强酸负载、活性天然高分子配合物的负载，实现了对材料进行功能化改性的目的；采用粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、低温N2吸附-脱附、热重分析、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和酸度滴定等手段对材料的结构和性质进行了较为系统详细的表征；通过一些探针反应，对所得材料的催化性能进行了研究，并对反应机理进行了探讨。　　 以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构模板剂，用水热晶化法在质量分数w(CTAB)=0.01～0.03下制备全硅MCM-41介孔分子筛。使用XRD、低温N2吸附-脱附、热重分析(TG-DTA)、FTIR、TEM等手段对产物的孔结构、比表面积、孔径、热稳定性、组成和形貌等进行了测试和表征。探讨了低表面活性剂浓度下MCM-41介孔分子筛的形成机理，考察了反应体系pH值、表面活性剂用量、晶化温度、晶化时间、焙烧温度等对MCM-41合成的影响。结果表明，较优的工艺条件为：反应物摩尔配比n(CTAB)：n(TEOS)：n(NaOH)：n(H2O)=0.45:3.75:1.64:434，晶化温度为100℃，晶化时间为72h，脱除表面活性剂选择焙烧温度为550℃，焙烧时间为6 h。产物具有较好的晶型结构，BET表面积为998 m2·g-1，平均孔径为2.65 nm，且孔径分布极窄。这种方法在一定程度上降低了分子筛的生产成本，且条件控制简单，后处理方便；另外，合成产物具有较大的孔径和比表面积，具有较好的热稳定性和水热稳定性。　　 在采用水热晶化法合成纯硅MCM-41基础上，经过两步后合成处理，在纯硅MCM-41上接枝苄基磺酸，并通过XRD、低温N2吸附-脱附、FTIR、元素分析、热重分析和酸度滴定，对所得样品进行了表征。结果表明，经过苯甲醇、氯磺酸两步接枝处理，苄基及磺酸成功地接到MCM-41上，并保持MCM-41的介孔结构，接枝后的磺酸型MCM-41比表面积和孔容均减小，分别为976 m2·g-1和0.42 cm3·g-1，酸量为4.2 mmol·g-1。　　 通过后合成处理将苄基、三甲基硅烷基和磺酸基接枝到MCM-41分子筛上，制备了一种新型的有机-无机杂化S-B-MCM-41催化剂。采用XRD、低温N2吸附-脱附和酸碱滴定对样品的结构和质子酸进行了表征和测定。结果表明，S-B-MCM-41催化剂较好地保持了MCM-41分子筛的介孔结构，BET比表面积高达798m2·g-1，质子酸量为4.0 mmol·g-1。将S-B-MCM-41催化剂用于乙酸与异戊醇合成乙酸异戊酯的反应，考察了各种反应条件对酯化率的影响。在乙酸用量为0.1mol，异戊醇用量为0.15 mol，催化剂用量为0.2 g，带水剂甲苯为15 ml，反应温度为110～125℃，反应时间为2 h的优化条件下S-B-MCM-41上的酯化率可达99％以上；而MCM-41分子筛上的酯化率仅为54％。经3次重复使用后，S-B-MCM-41催化剂上的酯化率依然保持在90％以上。初步探讨了S-B-MCM-41催化剂催化合成乙酸异戊酯反应的机理。　　 采用液相沉积法制备了由MCM-41介孔分子筛负载S2O82-/TiO2的固体超强酸催化剂。探讨了成酸机理，并以乙酸和异戊醇的酯化反应作为探针反应考察了焙烧温度、浸渍溶液浓度等制备条件对催化剂催化活性的影响，得到了较佳的制备条件：n(Ti)/n(Si)=1:1，0.5 mol·L-1S2O82-溶液浸渍5 h，干燥后550℃下焙烧4 h。所得固体酸催化剂具有很高的酯化催化活性：在最优化条件下，酯化率可达98％以上，且可回收循环使用，无废液排放。从成酸机理看，S2O82-对成酸具有促进作用。XRD、N2吸附-脱附和FTIR结果表明，固体超强酸保持了MCM-41的介孔结构，BET表面积高达211m2·g-1，且具有强酸性。　　 将天然高分子聚合物壳聚糖(CS)负载到MCM-41介孔分子筛上，再在室温与氯化钯乙醇溶液作用，制得了一种无机-有机天然高分子杂化催化剂Pd(O)-CS/MCM-41，利用XPS、FTIR、XRD、热重等手段对其进行了表征。以碘代苯与丙烯酸的Heck芳基化反应考察了所得催化剂的催化性能。结果表明，催化剂具有较高的催化活性和良好的重复使用性能，催化剂在氮气保护下能有效地催化碘代苯与丙烯酸的Heck反应，高产率地得到反式肉桂酸。经8次重复使用后，肉桂酸的产率仍达80％以上。