微/纳分级结构是指微米尺度的结构单元由更次一级的纳米尺度结构单元组装而成的复合结构。微/纳分级结构的构筑,不但可以克服纳米材料易团聚和流散差等缺点,还可借由微米结构和纳米结构的耦合,赋予材料新的性能。本论文采用具有精细微/纳分级结构的蝶翅为模板,制备了蝶翅状金属氧化物TiO₂和CuO,以改善其对高氯酸铵（AP）热分解的催化性能;以碳化蝶翅（CWs）为模板,通过受限结晶将六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）和AP负载到CWs的3D骨架中,得到CWs/CL-20/AP纳米结构含能复合物,以解决高能量密度化合物在微型推进器中的燃烧不稳定和燃烧效率低等核心问题。主要研究内容如下:（1）以蝶翅为模板采用浸渍-煅烧法制备了蝶翅状二氧化钛（BW-TiO₂）纳米颗粒和氧化铜/碳化蝶翅（CuO/CWs）复合材料。利用SEM、TEM、XRD、XPS和BET表征了其形貌、结构及组成。结果表明,BW-TiO₂和CuO/CWs较为完整地保留了蝶翅的平行网格骨架结构,其间含有相互连通的纳米级管状通道和大量的微孔。采用DSC研究了两种材料对AP热分解的催化性能,结果表明BW-TiO₂的加入表现出良好的催化性能,使得AP的高温分解峰温从429.1降低至374.1°C,放热量从255 J·g^-1提高到1323 J·g^-1,反应活化能从190降低至130.9 kJ·mol^-1。由于高的活性表面、良好的导热导电性以及CuO和CWs的协同催化效应,CuO/CWs纳米复合材料对AP热分解具有优异的催化活性,高温分解温度降低了88.3°C,将表观活化能从190.0 kJ·mol^-1降低到103.1 kJ·mol^-1,并将放热量从255 J·g^-1增大到1841 J·g^-1。（2）将蝶翅进行碳化,得到具有微/纳分级结构的碳化蝶翅,然后将CL-20和AP通过受限结晶的方式负载到碳化蝶翅的三维分级孔结构中,得到由纳米CL-20、纳米AP以及碳化蝶翅构成的具有蝶翅状结构的含能复合材料（CWs/CL-20/AP）。利用SEM和XRD对其形貌和结构进行表征,通过DSC-TG和激光点火燃烧（LIC）对其热分解性能以及在微型推进器中的微尺度燃烧性能进行研究。由于CWs分级的孔通道、超薄的自支撑结构、优异的导热性和高的光吸收性,以及CL-20和AP纳米颗粒的尺寸效应和协同反应,CWs/CL-20/AP表现出了稳定自持的LIC性能。CWs/CL-20/AP作为高能量密度化学燃料用于微型推进器中,由于增强的传热传质以及大量气体的释放,有效补偿了微尺度燃烧过程中的热量和压力损失,实现了小尺寸、高效率和稳定的自持燃烧。此外,CWs/CL-20/AP的氧平衡可以通过CL-20和AP的沉积量进行调节。氧平衡接近零的CWs/CL-20/AP复合物,具有最好的LIC和微尺度燃烧性能,在微型推进器中的推力是AC（活性炭）/CL-20/AP和GO（氧化石墨烯）/CL-20/AP的近20倍。