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本论文利用溶胶-凝胶（sol-gel）法制备了复合有机硅-SiO2杂化材料，通过FT-IR、XRD、XPS等方法对所设计的杂化材料中所含的四元环形Si-O-Si结构进行了表征。以杂化材料的抗压强度和耐温性能为指标，通过对有机硅氧烷、无机氧化物、表面活性剂、硅烷偶联剂、石英砂等原料的筛选，优化得到杂化材料的优化推荐配方。同时在推荐配方的基础上，优化出杂化材料的制备和成型工艺。另外，通过FT-IR对有机硅的水解过程和Si-O-Si结构的形成过程进行跟踪和表征，并研究了杂化材料的抗压强度与Si-O-Si键吸收峰峰值和峰面积的关系，得到的主要结论如下：1、优化得到有机硅-SiO2杂化材料的推荐优化配方为正硅酸乙酯：甲基三乙氧基硅烷：硅酸钠：复合硅烷偶联剂：十六烷基三甲基溴化铵：石英砂=7:2:0.4:0.1:0.01:14（均为质量比），且复合硅烷偶联剂中KH-550与KH-792的物质的量比为1:3。2、杂化材料的优化制备工艺和成型条件为pH和矿化度分别为7.42和10.109g·L-1，且分步水解成型法制得的杂化材料的性能优于一步水解成型法。在优化配方和工艺条件下实现了杂化材料在低温、高矿化度卤水条件下的成型，且材料具有较高的抗压强度，达到6.41MPa。同时，该材料具有较高的稳定性（热稳定性和化学稳定性）。3、酸性、高矿化度环境有利于有机硅的水解，而碱性、中等矿化度有利于Si-O-Si结构的形成。通过FT-IR对材料抗压强度与Si-O-Si结构在12001000cm-1区域吸收峰的峰值和峰面积关系的研究发现，峰值越靠近1080cm-1，抗压强度越大，且杂化材料的抗压强度与吸收峰的峰面积成正相关关系，即峰面积越大，抗压强度越大。