中国作为全球最大的稻谷生产国,每年生产数亿吨稻谷,稻壳作为稻谷加工的副产品,产量每年大概有1亿吨左右。由于稻壳产量巨大,难以运输,通常被直接焚烧处理后就地堆放,既造成了雾霾等环境污染,也造成了极大的资源浪费。在全球能源稀缺的今天,这显然不符合当今时代的发展要求,中国人口众多,人均资源相对匮乏,稻壳作为一种可再生清洁能源,产量巨大,价格低廉,因此,如何实现稻壳灰资源的综合高效利用已成为农业废弃物处理过程中,迫切需要解决的一大难题。本文报道了以稻壳灰和碳酸钠为原料,对稻壳灰中的无定型二氧化硅和碳进行提取和改性制备高品质二氧化硅及碳材料的新工艺。采用具有酸性和表面活性的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶液(2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid,AMPS)为沉淀剂和分散剂,经改良化学沉淀法制备出高品质稻壳基二氧化硅。并采用ICP光谱仪、X射线衍射仪、傅立叶红外光谱、扫描电镜、低温氮物理吸附法等对实验制备出纳米二氧化硅粒子的金属杂质含量、结构、形貌特征及多孔特性进行了表征确证。最终得到制备高品质二氧化硅的最佳实验条件为,0.2mol/L硅酸钠溶液与质量分数为25%的沉淀剂AMPS溶液以1:2质量比混合,反应温度为40℃,滴加完沉淀剂AMPS溶液后,静置反应液3h,在这一反应条件下,所制备的纳米二氧化硅粒子的形貌近微球结构.平均粒径为100nm,孔径4nm,比表面积425m~2/g,二氧化硅收率达99.0%,可作为优良的轮胎补强剂等使用。并且本实验沉淀剂AMPS溶液在酸化后重新使用10次,纳米二氧化硅粒子收率仍可达98%,实现了沉淀剂AMPS的重复利用。制备二氧化硅过程中得到的碳,在600℃下,将碳材料与氢氧化钠以1:3混合,煅烧3小时,制备出的活性炭材料的孔径5nm,比表面积968m~2/g,可作为高效吸附活性炭材料使用。本论文研究结果为稻壳灰的高质化利用提供了具有工业开发价值的新工艺。