自从上世纪九十年代以来，纳米、介孔材料特别是纳米介孔氧化硅的合成与性质研究迅速发展。但对其在水环境中表面络合性质的研究却鲜见报道，对其氧化物混合物的吸附行为更是尚未见诸报道。作者制备了纳米与介孔氧化硅，并对其表面酸碱性质作了系统研究，运用先进的表面络合常数计算程序FITEQL4.0计算表面酸碱络合常数。发现在介孔氧化硅表面存在两个不同的酸碱平衡常数，其中一个表面反应是≡Si2OH=≡Si2O—+H+，表面平衡常数为pKS1(int)=6.8±0.2；另外一个表面反应是≡SiOH=≡SiO—+H+，其表面平衡常数表示为pKS2(int)=10.2±0.2，先前报道的无定形氧化硅只有pKS(int)=6.8±0.2一个平衡常数，这是两者的不同之处，也是本文的创新点所在。此外，作者还表征了纳米氧化硅对重金属离子Cu2+的吸附，用分光光度法测定出不同条件(包括pH值、SiO2的用量等)下SiO2对Cu2+的吸附百分率。结果表明在pH为3～5范围内，SiO2对Cu2+的吸附百分率随着pH值的不同有明显改变，在最佳条件下，SiO2对Cu2+的吸附率超过95％。与以往报道的吸附剂相比，纳米氧化硅有更大的吸附容量，是一种高效的重金属吸附剂。 纳米介孔材料的高比表面积决定了其在吸附领域的巨大应用价值。粘土等天然矿物可以看作是氧化硅、氧化铝、氧化铁的混合物，为了能够模拟天然矿物的吸附行为，作者分别在总比表面比为1：1与2：1条件下混合氧化硅与氧化铝以及混合氧化硅与氧化铁，对其表面酸碱性质、溶解性和对重金属离子Cu2+、Pb2+的吸附作了系统研究，并对其与氧化硅、氧化铝、氧化铁单一氧化物的性质作了比较。发现硅铝混合物的滴定曲线与氧化铝单一氧化物的滴定曲线类似。在氧化铝的存在下，高碱性条件下氧化硅的溶解度降低了一个数量级；而氧化铝的溶解度也明显的下降。作者认为这是由于氧化铝吸附在了氧化硅的表面，占据了其表面位，从而降低了氧化硅的溶解度；氧化铝因吸附在氧化硅上，表面活性位也有所下降，溶解度下降；此外，溶解后得到的硅酸与铝离子发生反应，产生新的固相，降低了溶解度。而氧化硅与氧化铁混合前后滴定过程中溶解硅、铁的量没有明显变化。 在对重金属离子Cu2+、Pb2+吸附试验发现，虽然硅铝表面积比2：1混合物的总表面积是最大的，1：1混合次之，氧化硅再次，氧化铝最少，但是氧化硅、氧化铝表面积比1：1混合吸附性能最好，氧化铝对重金属离子的吸附性次之，氧化硅、氧化铝表面积比2：1的吸附性再次，氧化硅的吸附性最差。这同样可以由氧化铝在氧化硅表面上的吸附来解释：氧化铝在氧化硅上的吸附降低了总的表面活性位浓度，特别是对重金属离子吸附能力强的氧化铝浓度的降低使得能够用于吸附的有效表面活性位浓度下降。 此外，运用表面络合常数计算软件FITEQL4.0计算了氧化硅、氧化铝混合物以及氧化硅、氧化铁混合物表面酸碱络合常数。