中空介孔纳米微球因具有高的比表面积、可调的尺寸及孔道结构、多样的组分、良好的稳定性和生物相容性,在分子的吸附和分离、生物医学、催化等领域具有重要的应用前景,成为国内外研究热点。目前,中空介孔纳米微球的构筑一般是基于模板法和自牺牲模板法,都需要模板粒子的参与,去除模板的过程较为复杂、有一定的能耗。因此,发展简单、高效、可控的不需除模板的制备方法势在必行。本论文选用两种常见的硅烷偶联剂,通过引入一个对硅烷偶联剂在Et OH/HAc混合液中进行预水解的新策略,通过微乳液法直接得到中空结构纳米微球。在此基础上,通过选用不同种类的扩孔剂,普适性合成了孔径可调的中空介孔硅纳米微球。进一步研究了这种中空介孔硅纳米微球对重金属离子的吸附性。本论文的主要研究内容和结果如下:(1)可控制备中空介孔硅纳米微球以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTEE)和正硅酸乙酯(TEOS)为硅烷偶联剂前驱物,在乙醇/稀醋酸混合液中进行预水解后,加入含有表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇)(P123)的三乙胺水溶液中,通过水包油(W/O)微乳液体系的构筑,可控制备了中空介孔硅纳米微球(HMSs)。通过改变BTEE/TEOS比例、BTEE/TEOS整体用量、三乙胺的用量、预水解的时间及CTAB/P123的用量比例,可以实现中空介孔硅纳米微球的粒径、壳层厚度、孔道尺寸、产率、组分的调控,并提出了一种基于组装胶束、前驱物共乳化形成O/W微乳液体系形成中空结构的形成机理。(2)普适性制备孔径可调的中空介孔硅纳米微球在W/O微乳液法制备中空介孔硅纳米微球的研究基础上,通过不同种类扩孔剂的引入,包括嵌段共聚物(P123、F127)、有机疏水性扩孔剂(环己烷、三甲苯),普适性的制备了中空介孔硅纳米微球。通过改变扩孔剂的用量,可实现中空介孔硅纳米微球的孔径的调控,可以使介孔大小从2.5 nm扩大到4.2 nm,并研究了中空介孔硅纳米微球扩孔可能的机理。(3)中空介孔硅纳米微球对重金属Cu2+的吸附性研究以中空介孔硅纳米微球为吸附剂,研究其对重金属Cu2+的吸附性。中空介孔硅纳米微球对Cu2+的吸附性受溶液p H影响较大,在p H=6.0情况下,其吸附效果最佳,达到50 mg/g,Cu2+去除率可到91%。中空介孔硅纳米微球对Cu2+的吸附等温线符合Langmuir模型,其吸附属于单层吸附;吸附动力学遵循准二级动力学速率模型,分子内扩散模型进一步表明,其吸附速率由内扩散及表面吸附作用共同控制;XPS分析表明,中空介孔硅基纳米微球表面的-OH基团与Cu2+发生了络合作用。吸附Cu2+后的纳米微球经盐酸溶液洗脱后,经过5次吸附-解吸循环后,仍保持良好的中空球形形态,对Cu2+的去除率仍保持在83%,说明具有良好的循环利用性。