多孔介质拥有巨大的比表面积和微细的孔径,这种性质使得多孔介质在涉及气体储存,分离,化学传感器,分子筛,催化剂,净化以及电容等科技领域都扮演着重要的角色。不同结构性质(指孔隙率和孔径)的多孔介质有着不同的应用前景,因此,要制备具有各种性质的多孔材料来满足不同的应用需求,就有必要对多孔介质的结构性质和吸附在里面的物质的行为先进行仔细的理论研究。到目前为止,只有两个基本的理论模型对多孔介质中的流体进行理论研究,一个是Madden-Glandt模型,另外一个是Van Tassel的模板剂模型。尽管Madden和Glandt提出的开拓性的模型[W. G. Madden and E. D. Glandt, J. Stat. Phys., 51, 537 (1988)]成功的描述了多孔介质的基本特征,即孔的连通性、孔径大范围分布和结构无序。但是它所研究的多孔材料的结构形态并不适用于所有的多孔介质。比如,大量的基于实验数据的重构图像表明,许多多孔介质是海绵状的。虽然实验和工业应用上有这样一大类海绵状的多孔介质存在,但是在理论上,能够描述这类多种介质的物理模型依然欠缺。文中,我们第一次提出了硬海绵模型。在该理论模型中,多孔介质通过在连续固体介质中挖取大量的球形空穴而获得。我们用积分方程的方法研究了流体局限在硬海绵模型中的统计性质。借助于不同的模板剂,实验上能够合成具有多级孔隙结构的多孔介质,即具有多级孔径大小的多孔介质。尽管具有这种结构的多孔介质非常重要,实验上对此也有大量的研究,但是在理论上,目前还只有Van Tassel的模板剂模型[P. R. van Tassel, Phys. Rev. E, 60, R25 (1999)]研究这类多孔材料。因此,我们提出了一个新的模板剂模型。在这个模型中,多孔介质分两步制备。初始多孔介质跟Madden-Glandt模型一样是通过冻结一元流体系统而获得,然后再在初始多孔介质中随机挖取大量球形空穴,这样我们就得了具有多级孔隙结构的多孔介质。我们给出了各种分布函数和自由能的集团展开,并建立了Ornstein-Zernike积分方程。在我们的新模板剂模型中,多孔介质最后的构形与Van Tassel的模板剂模型非常类似,但是我们的新模板剂构形有几个更好的特点。首先,在一些特定的情况下,我们的多孔介质模型能够大量简化,所有的结构性质都有准确的解析解;其次,我们的模型在稍作简化的情况下,研究吸附在里面的理想气体,很多解析结果能够得到。但是在同样的条件下,Van Tassel的模板剂模型无法给出任何解析结果。为了进一步研究海绵状多孔介质,我们提出了一个更普遍的模型,即软海绵模型。在硬海绵模型中,多孔介质是通过在连续刚性介质中挖球形空穴得到,流体只能局域在空穴中。与此不同的是,在软海绵模型中,流体还可以渗透到连续介质中去。我们证明,硬海绵模型是软海绵模型渗透率为0时的极限情况。同时我们指出,软海绵模型也是新模板剂模型的一种简化形式。即在新模板剂模型中,当介质粒子尺寸趋向无穷小,同时密度趋向无限大,这样离散的介质粒子就变成了连续介质。我们研究了理想气体吸附在这三种不同的多孔介质模型中,并给出了分析解。对于更一般的流体,我们分别给出流体的各种关联函数,并用集团展开的方法建立了积分方程。我们同时研究了流体吸附在这三种多孔介质模型中的热力学性质。