作为多孔材料的一种，氧化铝模板在近年来受到了众多领域的研究工作者的关注。这不仅仅是因为它的高比表面积，更是因为它有着孔径均一，排列有序，尺寸大小可控等优点。氧化铝模板上的孔间距大小统一，仅与氧化电压有关；通过二次阳极氧化法或者是压印法还可以得到局部甚至是大范围排列有序的纳米孔洞阵列。在纳米材料飞速发展的今天，如何可控制备纳米材料如纳米点、纳米线、纳米管已成为人们进入纳米领域后第一个需要解决的问题。而氧化铝模板因其可控性被广泛地用作模板来制备各种纳米材料，也有人利用氧化铝模板的有序性来制备纳米阵列或纳米器件等。本文将围绕氧化铝模板的制备、应用及由氧化铝模板弓}出的气体分子在纳米孔洞内部的存在状态，分三部分进行详细地讨论。 第一部分为第一章。首先介绍多孔材料的发展历史与状况，然后简单介绍燃料电池的原理、类型、发展现状及其面临的挑战，重点从理论角度介绍了氧化铝模板的形成机理及氧化铝模板的发展现状。 第二部分是实验部分，共包含第二、三、四、五章。第三章主要探讨氧化铝模板制备过程中前期的抛光处理及氧化电压和反应时间对制备氧化铝模板的影响。通过对比我们发现氧化铝模板的孔洞生长方向垂直于样品表面，因此，表面平坦是制备管道相互平行的模板的首要条件。在以0.3M草酸为电解液，氧化电压分别为40V、60V和120V时所制备的氧化铝模板孔问距分别为100nm、150nm和300nm。氧化铝模板的厚度随着氧化时间增长而增厚，但当模板的厚度增加到一定程度时，氧化铝模板的生长速度和腐蚀速度达到平衡，模板停止增厚。第四章介绍如何更好地控制去除氧化铝模板阻挡层的过程。我们给出了一种简单的电化学腐蚀方法。对样品分别施加1V、2V、3V和4V的腐蚀电压时发现腐蚀曲线十分类似。通过对腐蚀曲线的分析可以精确地控制去除阻挡层的过程。第五章介绍氧化铝模板在催化剂载体方面的应用。将氧化铝模板碾碎成微米级的小颗粒后得到微米级大孔以及颗粒上的介孔并存的立体材料。经导电处理及沉积上贵金属Pd并制备成电极后，对其进行电化学测试，结果表明该立体电极能够很好地解决催化剂传质不畅的问题并大大提高了Pd/C电极对乙醇氧化的催化活性。 第三部分为第六章，介绍有关气体分子在氧化铝孔洞内宏观行为的理论推算。氧化铝孔洞内气体分子的存在使得水溶液很难进入到氧化铝模板孔洞中。其中的一大原因就是常温常压下孔洞内部气体分子的平均自由程远大于孔洞的直径。经推算，当气体分子的平均自由程远大于管状容器的直径时，该管将表现出自膨胀效应。即管壁内部受到的压强是外部压强的四倍，管壁将承受3个外部气压的气压差。若管的强度不够管将会爆裂。该理论模型可很好地解释为什么碳纳米管束储氢时，外加较高压强时纳米管束会自动分散成单根纳米管。最后(第七章)进行了总结，并提出进一步工作展望。