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氧化硅材料自被发现以来，一直受到广大科研工作者的重视与关注，并被应用到各个应用领域中。本文以溶胶-凝胶法作为制备基础，利用氧化硅材料强健的结构刚性、灵活的形状可塑性和优秀的可修饰能力，一方面，制备了新颖的介孔氧化硅微球、不对称氧化硅粒子以及有机硅量子点;另一方面，将氧化硅材料与其他功能性材料进行复合，并考察其增强的性能。 本研究主要内容包括：⑴采用聚苯乙烯作为空腔模板，通过简单的St(o)ber法以及后续的“模板溶解”过程，制备了具有垂直发散孔道的有序介孔有机硅空心微球。该空心微球具有排列有序的介孔孔道、大的比表面积和孔体积，空心微球的外壳体厚度及空腔尺寸灵活可调。此外，通过将磁性四氧化三铁纳米晶预包裹到聚合物中，进一步得到了具有蛋黄-壳体结构的磁性有序介孔有机硅空心微球。该磁性材料对模拟污染物分子具有较高的吸附移除能力，并用磁铁可进行分离回收;此外，该材料还对抗癌疏水药物喜树碱实现了较大的装载量以及长时间持续释放能力。⑵基于一个“溶胀-相分离”过程，制备了具有形状、结构和表面化学不对称的均匀聚苯乙烯-氧化硅杂化胶体粒子;通过空气中煅烧或溶剂溶解除去聚合物，进一步得到不对称氧化硅粒子。该材料的形成机理是:首先聚苯乙烯小球吸收水相中的有机硅烷分子而发生溶胀，随后由于硅烷的水解-缩聚行为而发生相分离，得到不对称的杂化胶体粒子。这种具有结构多样性和尺寸均一性的各向异性胶体粒子进行自组装排列，可以得到具有非虹彩色的非常规光子晶体，光子晶体的颜色可简单地通过粒子长宽比的改变而进行调整。⑶利用经典的St(o)ber制备路线，合成了具有金刚石结构的有机硅纳米晶，该纳米晶根据尺寸的变化能发出不同颜色的荧光。有机硅纳米晶合成的关键在于:选取乙烯基三乙氧基硅烷作为硅源前驱体，并在稀的St(o)ber混合液中通过一个动力学控制的缩合反应得到产物;具体地讲，是由乙烯基双键之间基于π-π共轭的相互堆叠作用，引导乙烯基硅烷醇缓慢缩合而得到多彩纳米晶。⑷在有机硅纳米晶的研究基础上，通过在含氧化石墨烯的St(o)ber体系中添加乙烯基三乙氧基硅烷，室温下反应得到分布均匀的氧化硅纳米晶/石墨烯复合材料。可能的反应机理是，水解后的乙烯基硅烷醇通过预缩聚形成寡聚物晶胞，并通过Si-O-C氧桥键锚定在石墨烯表面，之后乙烯基双键与石墨烯之间基于π-π大共轭的相互堆叠作用，共同引导氧化硅纳米晶核的有序生长;纳米晶生长的同时，氧化石墨烯在碱性环境中被逐渐还原。与物理机械混合得到的氧化硅-石墨烯材料相比，氧化硅纳米晶/石墨烯复合材料的阻抗明显降低，光电流强度提高了4.5倍，对有机污染物的降解也表现出更高的光催化活性。⑸将碳量子点和荧光分子掺杂的聚甲基丙烯酸(F-PMAA)依次涂覆在氧化硅小球表面，构建了基于FRET荧光自监测的pH响应型控释体系。这种双壳体结构的FRET体系具有如下三个优势：双壳层厚度小于10nm，便于形成高效率的FRET；碳量子点层的荧光发射波长在400-600 nm范围内可调，这让FRET能量受体的选择更为宽泛；基于pH的PMAA膨胀-收缩行为可作为FRET效率的调节阀。在这里，我们通过将pH敏感的异硫氰酸荧光素包封到PMAA中，得到了工作范围在3-6的pH荧光探针;使用pH稳定的异硫氰酸罗丹明B作为能量供体及客体分子时，我们进一步实现了基于pH的可控释放能力，最重要的是，控释过程可通过荧光变化实现自我监控。