金属氧化物纳米材料具有一系列新奇的物理和化学特性，在陶瓷、电子、化工、光学、生物及医学等领域有着重要的应用价值，特别是具有中空和介孔纳米结构的材料在以上各领域更具有独特的应用。因此，具有中空和介孔结构的金属氧化物纳米材料的制备和表征成为当前材料科学中非常活跃的研究领域。本论文综述了纳米金属氧化物的用途以及纳米金属氧化物的制备方法，综述了氧化钼材料和二氧化铈材料以及磷酸铝分子筛的用途和研究状况。 本论文采用反应条件温和的水热合成方法，将纳米单元自组装成为更大尺度的中空或介孔结构的纳米材料，制备了具有中空结构的MoO2材料和介孔纳米结构CeO2材料以及AlPO4-5分子筛大单晶。本文主要做了以下三个方面的工作。第一：合成了MoO2空心球 (1)本文采用水热合成法，以钼酸铵为钼源，用乙醇作还原剂，采用一系列阳离子表面活性剂作结构导向剂，在180℃的水热条件下反应6天，合成了由尺寸是在20-30nm的单晶颗粒组成的MoO2空心球。通过对MoO2空心球焙烧处理，制备出由短棒组成的α-MoO3空心球。用Kirkendall效应解释MoO2空心球的形成机理。 (2)以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作结构导向剂，考察了在系列不同温度下的合成实验结果，讨论了反应温度对MoO2形貌的影响。实验表明，在150℃时，得到的产品是由长度在500μm的单晶棒组成的束；当温度升至160℃时，得到的产物是尺寸在20-30μm的微米棒；在温度为170℃时，得到的是实心球；温度为190℃时，得到直径约在2μm左右的空心球。可见水热反应温度对产品的形貌有着很重要的影响。 (3)在不同的反应时间下，得到的产物其形貌和结构逐渐变化：反应时间为1天时，产品中块状产物(钼酸盐)占主要地位，还有少量的球形钼酸盐，随着反应时间的增加至4天时，产物的形貌经历了实心球-带孔的实心球-空心球的变化。 (4)不同表面活性剂对产物的形貌也具有很重要的影响。在阳离子表面活性剂的作用下，得到的是MoO2空心球；在阴离子表面活性剂的作用下，得到的是一些细小的不规则的MoO2颗粒；在非离子表面活性剂的作用下也是一些MoO2小的实心球颗粒或者是一些不规则的大颗粒。 (5)不同结构的醇作为还原剂，对样品的形貌也有很大影响。正丙醇作用下，样品的形貌是外面一层球壳包裹着的实心球；在正辛醇的作用下，得到的是细小的不规则颗粒；在聚乙二醇-400的作用下，得到的是一些不规则的大颗粒，颗粒尺度大约在3μm左右；在乙二醇，正丁醇，正戊醇，四氢糠醇和苯甲醇的作用下，得到的样品是实心球。 第二：制备了介孔结构CeO2纳米材料 以氯化亚铈为铈源，在草酸钠为沉淀剂，用不同的氨基酸为添加剂，在160℃的水热条件下，合成了具有特定形貌的具有高比表面积的介孔CeO2，实验表明氨基酸的种类和浓度能有效的调控CeO2材料的形貌和结构。 (1)在谷氨酸，谷氨酰胺，精氨酸，甘氨酸的作用下，合成出的介孔结构的CeO2纳米材料具有多晶棒组成的束状、哑铃状、球状或刺猬状的特定形貌，样品的形貌随着氨基酸浓度的变化而变化。得到的样品具有较高的比表面积，在谷氨酸的作用下得到样品的比表面积约为127m2/g；在谷氨酰胺的作用下，得到样品的比表面积约为120m2/g。 (2)在天门冬氨酸的作用下，样品的形貌随着天门冬氨酸浓度的变化而发生变化。随着天门冬氨酸浓度的增加，样品的形状由棒的聚集体转化为棒和球的混合体，最后转化为球状形貌。随着天门冬氨酸浓度的增加，样品的比表面积越来越小。 (3)在丝氨酸的作用下，样品的形貌主要为棒组成的束状，随着丝氨酸浓度的增加，样品的形貌由规则的束变为不规则的束，然后变化为棒和球形颗粒。丝氨酸能够有效地调控CeO2的形貌和结构。 第三：合成了高质量AlPO4-5分子筛大单晶 以拟薄水铝石作为铝源，正磷酸为磷源，正三丙胺作模板剂，采用水热法合成了AlPO4-5分子筛。在不同的反应物配比、温度以及晶化时间条件下，得到了不同尺寸大小的AlPO4-5分子筛单晶。实验表明，反应物质的摩尔比为A12O3∶P2O5∶TPA∶C2H5OH∶H2O∶HF=1∶1.2∶2.66∶80∶1000∶0.7，反应温度为184℃，晶化时间48h，是生成六方AlPO4-5分子筛大单晶较适宜的条件。在该反应条件下合成出纵向尺度最大达到2.0mm，具有完整六方棱柱形态的AlPO4-5分子筛大单晶；部分晶体的横向尺度达到0.31mm。并在不同的反应条件下，得到了不同形貌的磷酸铝分子筛，如球状、锥体状、柱状棒以及多面体形。