有序介孔氧化硅材料是指孔径约在2-50 nm之间、孔径分布较窄且具有规则孔道结构的纳米氧化硅孔材料。有序介孔材料的合成通常是在表面活性剂自组装行为的基础上进行,其中表面活性剂起到模板剂的作用。由于有序介孔氧化硅材料在生物催化、吸附分离、药物载体、环境保护等领域存在潜在的应用前景,有序介孔材料的合成、性质及应用在材料领域成为研究热点之一。本文主要围绕以有机硅离子液体作为模板剂合成介孔氧化硅球,实现了对颗粒尺寸及孔结构的调控。结合有机硅离子液体在水溶液中的吸附动力学性质和分子动力学模拟结果,初步探索了介孔合成机理。主要研究工作如下:1、采用气泡压力张力仪测定了三硅氧烷吡啶类离子液体([Si(3)Py]Cl)和三硅氧烷咪唑类离子液体([Si(3)Mim]Cl)在水溶液中的动态表面张力(DST),考察了浓度和温度对其DST的影响。根据Word-Tordai方程对所得数据进行分析,计算得出不同测定条件下离子液体分子吸附初始阶段和长时吸附阶段的扩散系数。结果表明,上述两种离子液体在水溶液中的吸附机理均属于混合动力控制吸附。2、在MARTINI力场的基础上,采用粗粒(CG)分子动力学模拟方法对[Si(3)Py]Cl和[Si(3)Mim]Cl两种有机硅离子液体在水溶液中的聚集行为进行了研究。采用密度泛函理论对两种离子液体分子进行优化,在所得优化结构的基础上构建粗粒模型。通过与全原子(AA)模拟结果对比,对该粗粒模型的可行性进行验证。长时间粗粒分子动力学模拟显示两种离子液体在水溶液中均呈现囊泡结构。3、采用三硅氧烷吡啶类离子液体([Si(3)Py]CI)作为模板剂和部分硅源,在碱性条件下,室温下合成了热稳定性较强的有序介孔氧化硅球。同时结合透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附/脱附、小角X射线衍射(SAXRD)等技术对焙烧、正硅酸乙酯的用量及晶化时间对颗粒形貌、尺寸、孔结构的影响进行了研究。结果表明,所得纳米球粒径大小统一,孔径分布较窄,且具有较好的热稳定性;随着正硅酸乙酯用量的增加,纳米球颗粒粒径逐渐变大,BET比表面积和平均孔径均逐渐变小,孔体积逐渐变大。结合表征结果,提出了可能的合成机理。4、采用三硅氧烷吡啶类离子液体([Si(3)Py]Cl)作为模板剂和部分硅源,在体系pH=11下,100℃高压釜内合成了 Yolk-shell核壳结构纳米氧化硅球。采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附/脱附研究了体系pH、焙烧、模板剂的浓度对颗粒形貌及内部孔结构的影响。结果表明,所得Yolk-shell核壳结构氧化硅球具有较好的热稳定性;随着模板剂[Si(3)Py]Cl浓度的增加,Yolk-shell核壳结构氧化硅球颗粒粒径、核壳之间空隙以及壳层厚度均变大,说明所得样品结构可调控。结合表征结果,提出了可能的合成机理。