无机纳米中空材料是一种新型功能材料,有着与传统无机粉纳米材料不同的几何结构和物理化学性能,其低密度、高比表面的特性以及特有的中空腔体结构,使得无机纳米中空材料在催化剂、药物输送、轻型填料等领域都有着广泛的潜在应用,因此,对各类无机纳米中空材料的制备和调控研究成为国际上的研究热点。本论文采用自制的CaCO3为模板分别制备了 TiO2、Al2O3、ZrO2的纳米中空颗粒,探索了影响无机中空纳米材料形貌结构的主要因素,同时对在最优条件下制备出的中空颗粒进行了分析和表征,并由此推测其包覆的机理。1)在乙醇-水体系中,以钛酸丁酯为前驱体,制备出纳米中空TiO2颗粒。通过对主要影响因素的考察,得出最优条件,即TBOT/H2O的比值为1/20,Ca/Ti 比为4,在浓度为0.02mol/L的稀盐酸溶解72h。此条件下制备出的纳米中空TiO2颗粒较好地保持了模板的形貌,包覆层较均匀且结构完整,粒径为80nm左右,壳层厚度15nm左右,比表面积为95.18m2/g,XRD表征结果显示有CaTiO3晶相形成。推测其包覆机理为化学键机理。2)选用硫酸铝为铝前驱体,通过铝前驱体水解产物的非均相沉淀过程,制备出纳米中空Al2O3颗粒,并探讨了沉淀剂、陈化时间、pH值的调节方式、溶酸时间对其影响。得出的最优条件:加入10%的尿素(质量分数)为沉淀剂;反应前先把体系的pH值调节为12-13,待加料结束,再调节pH值达到8-9;反应陈化时间为24h;CaCO3/Al2O3复合粒子在pH值=5的缓冲溶液中溶解120h。在最佳优化条件下,制备的纳米中空Al2O3颗粒为球形形貌,颗粒大小约为60-70nm,壳层厚度为5nm左右,比表面积为303.48m2/g,壳层A1203为非晶态。推测其包覆机理为过饱和度机理。3)以氧氯化锆为锆源,通过氧氯化锆水解产物的非均相沉淀过程,成功制备出纳米中空ZrO2颗粒。通过探索对生成中空ZrO2颗粒的影响条件,得出加10%的尿素(质量分数)为沉淀剂,陈化时间为24h,在pH=4.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液溶解120h为最优条件,在此条件下,制备出的纳米中空ZrO2颗粒形貌较好,包覆层较均匀,粒径为80nm左右,壳层厚度15nm左右,比表面积为141.06m2/g,ZrO2中空粒子壳层晶态为无定型的。经分析认为其包覆机理为过饱和度机理。通过以上三种无机纳米中空颗粒的制备与机理研究,表明以纳米CaCO3模板制备不同的无机纳米中空颗粒的思路是可行的,并有望在纳米中空材料研究领域中得到推广。