介孔氧化硅材料具有高比表面积、孔径连续可调、孔道规整有序等特点，可广泛应用于催化、吸附、分离、药物控释，甚至光、电、磁等领域。介孔氧化硅材料的孔道来自合成中引入的超分子模板剂，如高分子、表面活性剂胶束等，通过选择合适的模板剂，合成具有特殊形貌和结构、孔径可调的介孔材料已经成为该领域热门课题。另外，由于许多基于纯硅的介孔材料本身并不具备催化功能，人们通常通过在合成中引入其它元素到其骨架，或者通过在材料孔道内负载上具有活性的贵金属组分，来赋予这类材料以催化活性。不同形貌的氧化硅材料具有不同的应用领域，如，空心介孔氧化硅微球可用于核酸保护和药物缓释等；实心氧化硅微球可应用于色谱柱填料；三维网状结构的氧化硅可以应用于涂料领域；介孔氧化硅薄膜则在气体传感和分离等领域应用较广；氧化硅纤维材料在光学领域具有巨大的应用潜力。本文采用乳液-模板法，通过探索合适的合成条件，合成了一系列具有不同形貌的介孔材料，包括空心球、纳米粒子、空心棒、纳米管等，采用SEM、TEM、XRD、TG、红外光谱、氮气吸脱附实验等对合成材料进行了表征，研究了模板剂种类等制备过程参数对介孔材料结构、形貌和性能的影响，探索了其形成机理。并且以制得的氧化硅材料为吸附剂，通过负载Cu过渡金属，考察其对废水中亚甲基蓝的吸附性能，考察了氧化硅载体的形貌、比表面积、孔径、孔容以及Cu的负载量、溶液pH、温度等因素对材料吸附性能的影响，建立了吸附模型。具体内容如下：Valcohol/Vwater（醇/水体积比）以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为致孔剂、正硅酸乙酯乳液油滴为空心模板，采用乳液-模板法合成了具有介孔外壳的空心氧化硅微球（MSM）。考察了合成条件（溶剂组成、CTAB浓度等）对氧化硅微球结构和形貌的影响，在35℃，Valcohol/Vwater（醇/水体积比）=0.59~0.37，0.32gCTAB，2ml氨水（25wt%）条件下均能合成空心氧化硅微球，且空心氧化硅微球的粒径在820～150nm，壁厚在30～80nm范围内可调；在Valcohol/Vwater=0.59，0.32gCTAB，2ml氨水（25wt%），当CTAB浓度从0.5mM增加到0.15mM时，氧化硅微球由空心转化为实心，壁厚由80nm降低到40nm，粒径和壁厚均随CTAB浓度的增加而减小。以十二烷基硫酸钠（SDS）为模板剂， N-trimethoxysilylpropyl-N, N, N-trimethylamonium chloride (TMAPS)为助模板剂，采用乳液法合成出了具有纳米球、纳米管、纳米棒等形貌的氧化硅材料。实验表明，随着TMAPS/SDS摩尔比的增加，氧化硅颗粒的粒径和壁厚均不断增大，同时，材料的形貌由无规则团聚物逐渐形成空心棒、空心球形、凹陷球形等结构；反应温度过低或过高均不利于合成具有特殊形貌的氧化硅材料，最佳合成温度为35~85℃；SDS的添加量对合成的氧化硅颗粒的形貌影响极大，SDS不足或者过量合成样品均为无规则纳米粒子。采用CTAB合成的介孔空心微球（MSM）为吸附剂。结果显示，较低的亚甲基蓝浓度和较高的pH，均有利于样品对亚甲基蓝的吸附脱色，亚甲基蓝吸附符合准一级动力学模型，物理吸附为速率控制步骤，为单分子层物理吸附；掺杂5wt%的Cu，样品对亚甲基蓝脱附率已达90%，并且含铜量越高，吸附效果越好。