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近年来，随着现代科学技术特别是纳米技术的迅速发展，微观有序的孔材料以其种种特异的性能而引起了人们的广泛关注，许多研究人员纷纷投入这一领域。有序孔材料在化学工业、信息、通讯、生物技术、环境能源等领域具有重要的应用意义，也为物质间的相互作用、能量的转移、物质在极端条件下的行为等基本问题的研究提供了模型物，因此，有序孔材料的研究已成为材料科学的研究热点。随着大量具有不同结构的介孔分子筛的研发成功，无机-有机杂化的硅基介孔分子筛也逐渐成为众多科学家关注的焦点之一，并发展成为介孔分子筛的一个重要分支。
通常，硅基介孔分子筛的合成是以表面活性剂为结构导向剂，利用不同的表面活性剂所具有的不同结构和荷电性质，以及随浓度的不同、反应介质的不同会形成不同的存在形态这一特点，合成具有不同结构的介孔分子筛。但是目前研究用的表面活性剂大都价格昂贵，而且后处理极为麻烦，还会造成环境破坏，因此许多科研人员正在进行开发新的结构导向剂来替代常用的表面活性剂，这是一项极具挑战性的工作。此外，无论是后处理或者是直接合成法合成有机-无机杂化的硅基介孔材料，都存在诸多不便之处，选择合适的有机修饰方式合成杂化硅基介孔材料是一项很有意义的工作。
本文采用非表面活性剂法，以聚甲基含氢硅氧烷(PMHS)和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，以以异丙醇铝(AIP)为铝源，在不用任何后处理的前提下，分别制备得到了甲基修饰的硅基介孔或介孔/微孔分子筛和介孔硅铝分子筛，并运用多种表征技术如XRD，N2-adsorption、SEM，TEM、27A1,29Si MAS NMR、TG-DSC、FT-IR、NH3-TPD等深入探讨了其结构性质。得出以下主要结论：
1.在乙醇体系中，以氢氧化钠为催化剂，当PMHS和TEOS两种硅源的质量比处于1∶3和1∶1之间时，不用经过任何的后处理，所得样品是具有微孔/介孔双分布的硅基材料，其中的介孔相类似于MSU-n中的3D worm-hole like孔道(～4 nm)，微孔相呈现规则的层状结构(～1.5 nm)。由于PMHS中富含甲基，该微孔/介孔材料属于有机一无机杂化材料，并显示出超级疏水性(与水的接触角超过150°)和优异的水热稳定性。该微孔/介孔分子筛被用作气相色谱的固定相来分离低碳醇(甲醇，乙醇，丙醇和丁醇)和水的混合物，结果显示该填充柱不仅对各种低碳醇显示出优良的分离性能，还能够成功的将丙醇的两种异构体正丙醇和异丙醇分离。
2.简单的调变PHMS和TEOS的质量比(1∶10＜PMHS/TEOS＜1∶5)，所得样品的微孔相会消失，仅仅保留纯粹的介孔相，孔道呈现3D worm-hole like特征，孔径大小和孔径分布范围可以随着PMHS的用量在一定范围内调控。样品中同样富含甲基，显示出超级疏水性，对苯酚类水溶性有机污染物，特别是4-壬基苯酚表现出了优异的选择性吸附。
3.提出一个PMHS水解后自组装成螺旋体构象的模型，成功解释了在没有添加任何表面活性剂的前提下，PMHS作为模板剂导向成孔的现象。在微孔/介孔分子筛的形成过程中，PMHS水解后生成的PMHOS自组装形成了具有螺旋结构的弹簧构象体，其中介孔来源于弹簧体的体心空间，微孔则来自于弹簧体的螺旋线圈的层间距。在纯粹的介孔分子筛的形成过程中，PMHOS的螺旋体构象数量少，线圈的数目减少不足以形成微孔相。同时，也正是由于不同数目的PMHOS螺旋体会采取不同的分散状态，所合成的介孔材料的孔径分布才会随着PMHS的用量在一定范围内随意调控。因此，PMHS在反应过程起到了三重作用：硅源、结构导向剂和甲基化试剂。
4.以TEOS和PMHS为硅源，以AIP为铝源，采用一步法，将Al原子引入到PMHS导向合成的硅基微孔/介孔和纯粹的介孔分子筛中。随着Al原子的引入，微孔/介孔材料的微孔相消失，纯介孔材料的孔径变小。这是由于AIP的水解缩聚速度远远大于TEOS的水解缩聚速度，在反应的初期，AIP的水解产生的氧化铝在自缩聚后直接与PMHOS螺旋体外侧的硅羟基反应，完全进入了介孔的骨架，此后TEOS水解产生的二氧化硅颗粒在氧化铝外包附生长。氧化铝颗粒堵塞了PMHOS螺旋体的线圈缝隙，导致了微孔相的消失。另外由于所引入的Al原子完全进入到分子筛的骨架中，这些硅铝分子筛的不仅具有弱酸位，还具有中强酸位和强酸位。
5.利用溶胶-凝胶方法，以合成微孔/介孔和纯粹介孔分子筛的中间产物--杂化氧化硅溶胶为原料，通过浸渍提拉技术，在硅片上制备了大孔/介孔氧化硅杂化薄膜。无论是膜层中的大孔还是介孔，孔道方向都垂直于膜层的表面，并且还可以通过引入HMDS来调控这些孔的大小。由于薄膜中含有数量不等的甲基，膜层的表面显示出超级疏水性。膜层中的介孔孔道来源于PMHOS螺旋体自组装过程中所形成的3D worm-holelike无规孔，大孔则可能是由于PMHS水解脱氢过程中残留下来的氢气穿透氧化硅膜层后形成的。由于高孔隙率和有机官能化是获得低介电常数材料所必须的两个条件，因此这些甲基杂化的大孔/介孔薄膜极有可能在集成电路领域取得应用。