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多孔SiO2材料因具有比表面积大、孔道结构丰富、骨架组成灵活可调、表面易于功能化、耐酸碱性好等特性,在工业催化、吸附分离、离子交换等领域均得到了广泛地研究和应用。当前制备的多孔SiO2材料普遍以颗粒为主,例如微孔分子筛、介孔分子筛、多孔硅胶、SiO2空心微球等,其在众多应用领域均展现了突出的使用性能。然而,由于颗粒间缺乏牢固的相互间作用力,致使其在空气环境介质中服役时存在易脱落、脆性大、耐振动性差等问题;且其极易分散悬浮于液相介质中,导致其难以回收利用进而造成二次污染。通过将多孔颗粒喷涂或黏附于基体表面,或者利用减压抽滤的方法将颗粒压制成一体,可在一定程度上改善颗粒集合体的机械性能,然而大量黏合剂覆盖在颗粒表面,会严重堵塞颗粒表面及内部的孔道结构,使其孔道利用率急剧下降;此外,由颗粒压制而成的块状材料本体刚度大且不耐弯折的缺点使其在实际应用中受到了极大的限制。多孔SiO2纤维材料兼具多孔颗粒的孔结构特点和纤维材料的长径比大、连续性好、集合体结构稳定性高的优点,成为解决多孔颗粒瓶颈问题的最有效手段。目前,制备多孔SiO2纤维材料的方法主要包括硬模板法、软模板法、机械拉丝法和静电纺丝法。其中,静电纺丝法因具有可纺原料广、结构可调性好和多元技术结合性强等优点,已成为当前制备多孔SiO2纤维的最有效手段。然而,当前所制备的多孔SiO2纤维普遍存在脆性大、易断裂的缺陷,致使其在实际应用中难以长期稳定服役。因此,开展柔性多孔SiO2纳米纤维膜材料的可控构筑,并探索其孔结构成型和柔性机制,对于推动其实际应用具有重要的理论意义和应用价值。本文以静电纺柔性多孔SiO2纳米纤维膜的可控制备及其功能化应用为主题展开了一系列的研究工作。通过聚合物模板调控法,实现了多种柔性多孔SiO2纳米纤维膜的可控制备。系统研究了SiO2纳米纤维的聚合物模板诱导成孔机制,考察了纳米纤维的微观结构与单纤维力学间的内在关联,初步探索了多孔SiO2纳米纤维的柔性机制。在此基础上,通过原位负载活性纳米颗粒,构筑了具有功能化特性的柔性SiO2基纳米纤维膜,并探索了其在分子过滤、有机污染物降解、催化杀菌等领域的特效应用。所取得的主要研究成果总结如下:（1）通过调控前驱体溶液中聚合物模板的种类、分子量和加载量,获得了多种具有不同孔结构的柔性多孔SiO2纳米纤维膜。首先考察了聚合物模板种类对纤维孔结构的影响,发现以聚乙烯醇（PVA）为模板制备得到的SiO2纤维是实心无孔的,而以聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和聚丙烯酸（PAA）为模板获得了平均孔径为10nm的多孔SiO2纤维;其次,考察了不同分子量PVB对SiO2纤维孔结构的影响,发现纤维中孔径的大小与PVB分子的相分离程度有关;随后,考察了不同PAA加载量对SiO2纤维孔结构和柔性的影响,发现前驱体纤维中PAA的加载量越高,纤维的比表面积和孔体积越大,SiO2纤维的柔性越差。进一步利用聚焦离子束/扫描电子显微镜双束系统原位观察了多孔SiO2纤维在微观尺度下的受力弯曲行为,并借助原子力显微镜测试了多孔SiO2单纤维的力学性能,进而初步分析了多孔SiO2纳米纤维的柔性机制。（2）利用共混静电纺丝的方法,在SiO2无定形相中引入了SnO2结晶状纳米簇（粒径为5nm10nm）,制备了具有优异柔性的SiO2/SnO2复合纳米纤维膜材料,其比表面积为219.5m2 g-1,孔体积为0.14cm3g-1。我们考察了SnO2的引入对SiO2纤维膜的力学性能的影响,发现SnO2的引入使得复合纤维膜的拉伸强度由0.89MPa提高至4.15MPa。随后,考察了多孔SiO2/SnO2复合纳米纤维膜的选择吸附性能,结果表明所制备的纤维膜对具有不同尺寸或电性的有机分子表现出优异的选择吸附性能。我们进一步研究了SiO2/SnO2纤维膜的分子过滤性能,得益于纤维表面及内部丰富的吸附位点和纤维间相互连通的孔道结构,所获复合膜材料可高效分离具有不同电性或者相同电性不同尺寸的分子,分离效率高达99.2%。此外,纤维膜具有良好的循环使用性能和使用耐久性,连续循环10次后分离效率仅下降5%。（3）首次通过结合聚合物模板成孔和碳化还原的方法,一步制备出兼具优良柔性与多孔结构的Cu@C/SiO2纳米纤维,其比表面积可达133.6m2 g-1,孔体积为0.16cm3 g-1。考察了纤维中Cu纳米颗粒的含量对纤维孔结构和柔性的影响,结果表明随着Cu颗粒的增多,纤维的比表面积增大,纤维中介孔数量减少,且纤维膜的柔性下降。随后,通过对碳化过程的纤维膜的热分析和晶体结构分析,明晰了Cu纳米颗粒在碳化过程中的成型路径为CuCl·2H2O→CuCl→Cu。此外,探索了Cu@C/SiO2纤维通过活化过硫酸盐对有机污染物的催化降解性能,结果表明该纤维可在40min内使有机污染物降解95%,降解速率达0.054min-1,且具有良好的循环使用性。通过考察反应前后纤维的表面化学结构和晶体结构变化,明晰了该体系的降解机制,并结合高效液相色谱质谱对反应产物的分析,获得了有机污染物的降解路径。（4）首次通过利用双模板诱导相分离法和碳化还原法,制备了具有纤维内部孔道连通和金属Co纳米颗粒负载的柔性多孔SiO2纤维膜,并通过改变双聚合物模板间的比例,实现了对孔结构的调控。所得纤维膜的比表面积最大可达251.4m2 g-1,孔体积达0.35cm3 g-1。考察了双模板间的比例对所得纤维孔结构和力学性能的影响,表明随着双聚合物模板中PVB含量的增加,纤维的比表面积和孔体积增大,纤维膜的柔性逐渐下降。通过研究纤维膜在碳化过程的晶体结构变化,明晰了Co纳米颗粒的成型路径为Co（NO3）2·6H2O→Co3O4→CoO→Co（六方相）→Co（立方相）。随后,我们考察了纤维膜通过活化过氧单硫酸盐对细菌的杀灭性能,其可在3min之内将7个对数级的细菌全部杀死。通过研究纤维膜杀菌前后的表面化学结构和晶体结构变化,明晰了该体系的催化氧化杀菌机制。此外,纤维膜表现出了优异的动态杀菌性能,仅在重力驱动下便可将细菌全部杀死,杀菌效率为99.99999%,过滤通量可达3.4×104L m-2 h-1,超越了当前报道的膜状抗菌剂。