近年来,核壳微球得到了人们的普遍关注,尤其在光催化、电池、气体存储及分离方面有着广泛的应用。该类微球是通过化学键,在无机纳米材料周围包裹上一层聚合物形成的有序组装结构。目前,从制备微球过程的稳定性和颗粒粒径的角度分析,微乳液聚合法是制备核壳微球的最佳方法。本文使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对二氧化硅进行表面改性,研究表明反应时间为2h、反应温度为50℃和KH570的用量为40wt.%时,能够制备出粒径最小和接枝率最大的改性二氧化硅。利用三元相图法,以增溶水量为指标,分别研究微乳液的组成和各组成的比例对增溶水量的影响,最终确定当组成为正己烷,,吐温-80和正戊醇并且各组成的质量比为15/9/6时,能够获得最大增溶水量的微乳液,增溶水量为 23.7wt.%。在以上研究的基础之上,以反相微乳液为聚合场所和以改性二氧化硅、引发剂(过硫酸铵和亚硫酸氢钠)、单体(丙烯酰胺和丙烯酸)和交联剂(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)为反应原料,使用单因素法研究二氧化硅的浓度,引发剂的用量,单体的质量分数对核壳微球产量的影响及丙烯酸和丙烯酰胺的质量比,反应温度,交联剂的用量,盐浓度和吸水温度对微球膨胀倍数的影响。结果表明:当二氧化硅的浓度为3wt.%,引发剂的用量为6wt.%和单体的质量分数为30%时,核壳微球的产量最大。当丙烯酸和丙烯酰胺的质量比为9:1,反应温度为40℃,吸水温度为40℃和交联剂的用量为0.1wt.%时,微球具有最佳的膨胀性能,并且当时间达到1h时,膨胀倍数可以达到5.5。当盐浓度高于50000mg/L时,微球的膨胀倍数基本不会再下降,微球表现出一定的抗盐性能。对制备的微球进行结构与性能的研究,得出如下结果:红外光谱分析(FTIR)结果表明合成产物结构与目标产物结构具有一致性。透射电子显微镜(TEM)研究表明微球具有核壳结构,并且微球的平均粒径为150nm。光学显微镜和动态光散射(DLS)研究微球在40℃的水环境中体积大小会随着时间的延长而增大,最终粒径大小膨胀到673nm。热重分析(TGA)研究表明交联核壳微球相比单一微球具有一定的抗高温性能,并且它们的质量迅速下降的温度分别为360℃和350℃。使用毛细管模拟地层缝隙以及研究微球和核孔膜的匹配关系分别得到微球在毛细管中具有一定的弹性变形能力,当核孔膜孔径为10μm和12μm时,微球对核孔膜具有最佳的封堵效果。本文对微球的调剖堵水性能进行了初步研究。研究结果表明:当渗透率大小为0.92D时,核壳微球在填砂管中具有最佳的封堵率、阻力系数和残余阻力系数,分别为98.7%、72.5、73.0。