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采用成本低廉的水玻璃为原料，分别采用均相沉淀法、胶束法以及离子交换法制备纳米二氧化硅，采用TEM、SEM、XRD、BET、粒度分析等多种测试手段对纳米二氧化硅的形貌和结构进行了表征。此外，还测定了纳米二氧化硅、硅胶、高岭土等材料的表面羟基含量。本文还合成了杯[4]、[6]、[8]芳烃及其衍生物，并研究了杯芳烃包覆二氧化硅对重金属离子Cd2+、Hg2+的萃取性能。着重进行了以下几个方面的研究和探索: 1、采用均相沉淀法，将乙酸乙酯作为潜伏酸试剂与水玻璃反应，加入复合表面活性剂制备了纳米二氧化硅，研究了水玻璃的浓度、乙酸乙酯用量、表面活性剂用量等因素对产物形貌的影响，测试结果表明产物为无定形，颗粒呈球形，分散性良好。 2、采用胶束法，水玻璃和乙酸乙酯反应，丙三醇为分散剂，以CTAB为表面活性剂，研究了水玻璃浓度、表面活性剂用量以及乙酸乙酯用量对产物的影响，分析结果表明制备的纳米二氧化硅颗粒均匀，分散性好，比表面积高达590m2/g。 3、采用离子交换法，将水玻璃通过强酸型阳离子交换树脂，得到硅酸溶液，以氨水为沉淀剂，在表面活性剂聚乙二醇的作用下反应生成了纳米二氧化硅。 4、采用甲醛和对叔丁基苯酚为主要原料，通过控制不同的反应条件分别得到了对叔丁基杯[4]、[6]、[8]芳烃。在催化剂无水三氯化铝的作用下脱去对叔丁基，合成了去叔丁基杯[4]、[6]、[8]芳烃。将去叔丁基杯[4]、[6]、[8]芳烃与胶束法制备的纳米二氧化硅进行包覆，研究了其对重金属离子Cd2+、Hg2+的萃取性能。结果表明，杯[8]芳烃包覆纳米二氧化硅对Cd2+、Hg2+的萃取能力最强，杯[6]芳烃次之，杯[4]芳烃最弱。