近年来,随着纳米科技与胶体科学的发展,人们发现单一类型的纳米材料在许多领域无法发挥出最佳效果,限制了其应用,而纳米复合微球材料由于结合了多种不同的纳米粒子或胶体微球的优势,拓展了其应用范围,提高了使用性能,逐渐成为人们的研究热点。本论文分别基于核壳型Fe3O4@SiO2@mSiO2粒子为模板制备了铃铛型磁性空心介孔碳复合微球,基于聚苯乙烯胶体粒子为模板制备了一系列纳米复合空心介孔SiO2微球,基于单体Pickering乳液界面改性制备了二氧化硅-聚苯乙烯(SiO2-PS)有机无机杂化不对称粒子,具体内容与研究结果如下：(1)铃铛型磁性空心介孔碳复合微球的制备及应用。通过溶剂热方法制备了Fe3O4磁簇,并以正硅酸四乙酯(TEOS)及十八烷基三甲氧基硅烷(C18TMS)为前躯体通过溶胶凝胶法分别包覆一层实心SiO2壳层和一层介孔SiO2壳层,得到Fe3O4@SiO2@mSiO2多层核壳微球；通过纳米灌注法向该介孔SiO2壳层中填入蔗糖、硫酸等,并高温碳化,从而形成了Fe3O4@SiO2@mSiO2/carbon复合微球；进一步对该复合微球用NaOH溶液选择性刻蚀去除SiO2模板后,制备了一种新颖的具有铃铛型空心结构的磁性空心介孔碳复合微球。通过TEM. SEM观察了制备过程中复合微球的形态变化,实验表明该复合微球由介孔碳空球及空球内部可以移动的磁性团簇两部分组成,且大小比较均一、形态规整。通过氮气吸附脱附测试表明该复合微球不但具有较高的BET比表面积,而且比表面积的大小可通过TEOS与C18TMS的用量及比例进行调整。通过磁学性能测试表明该复合微球具有很高的饱和磁感应强度。由于该复合空球同时具有较高的BET比表面积和磁性,因此,可用于水处理吸附分离水中的有机小分子污染物。以有机染料罗丹明-B的吸附分离为模型,实验表明,该复合微球不但具有很好的吸附能力,而且能够迅速磁性分离,并在乙醇中再生,便于循环使用。同时,由于该铛型磁性介孔碳复合空球的材质和特殊结构,是一种理想的锂离子电池负极材料,与单纯的Fe3O4团簇相比,该复合空球具有较高的比电容和更好的循环充放电性能。(2)纳米复合空心介孔SiO2微球的通用制备方法及性能研究。通过无皂乳液聚合制备了表面羧基修饰的聚苯乙烯(PS)微球,然后采用阳离子聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)进行表面改性,制备了表面正电荷修饰的PS微球；通过PS微球表面PDDA聚电解质层与合成的纳米Au溶胶表面柠檬酸根之间的静电作用,将纳米Au溶胶自组装在PS微球表面,形成了草莓形PS-Au复合微球；进一步以该草莓形PS-Au复合微球为模板,在乙醇/水介质中,通过滴加TEOS和长链有机硅烷C18TMS的混合前躯体同步水解、缩聚形成一层有机-无机杂化的SiO2壳层,得到了核壳型PS-Au@hSiO2复合微球；进一步煅烧去除PS模板及长链烷基致孔剂后,制备得到纳米复合空心介孔Au@SiO2微球。TEM表征发现,Au纳米粒子均匀负载在空心SiO2内壁上,微球大小均一。X射线荧光光谱(XRF)测试表明,Au纳米粒子的载量为4.53wt%,通过自组装方式引入的Au纳米粒子大部分负载在空心介孔Si02微球上。UV-Vis光谱及X射线衍射(XRD)测试发现,Au纳米粒子在煅烧之后,粒径略有增大。氮气吸附脱附测试表明,该复合微球具有介孔结构；通过调节TEOS与C18TMS的比例,其BET比表面积大小可调。实验还发现,通过该方法不但可以非常方便地调控纳米粒子的载量及空心微球的壳层厚度,而且能将Au、Pt、Fe3O4等多种纳米子负载值空心介孔Si02微球内部,是一种通用方法。以纳米复合空心介孔Au@SiO2微球催化NaBH4还原对硝基苯酚(4-NP)的反应为模型,研究发现,该复合微球不但具有非常快速的催化效果,而且与单纯的Au纳米粒子相比,表现出非常好的重复使用性能。(3)基于单体Pickering乳液界面改性制备SiO2-PS不对称胶体粒子。通过将苯乙烯、1-乙烯基咪唑、去离子水和二氧化硅(SiO2)粒子混合后,超声乳化形成Pickering乳液；然后加入3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)对SiO2粒子在Pickering乳液滴界面进行不对称改性,制备得到局部改性的Si02粒子；加入水溶性引发剂过硫酸钾(KPS)引发聚合后,单体从Pickering液滴中扩散出来,与SiO2粒子表面的双键发生反应、聚合生长,最终形成了Si02-PS有机无机杂化不对称粒子。Pickering液滴不但提供了SiO2粒子不对称改性的界面,而且为进一步聚合提供了单体。制备方法比较简单,将无机粒子不对称改性和聚合物在无机粒子表面的沉积生长紧密结合在一起,与传统方法相比,省去了去除模板、离心、洗涤等繁琐过程。实验表明,通过调节单体/SiO2粒子的质量比,可以制备得到具有不同形态的SiO2-PS有机无机杂化不对称粒子：椭圆形、哑铃形、雪人形等。该方法适用于粒径介于80nm-410nm范围内不同粒径大小的Si02粒子制备SiO2-PS不对称胶体粒子。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜等研究了聚合过程中,胶体粒子形态以及单体液滴大小的变化规律,进一步探讨了不对称胶体粒子的形成机理。此外,通过该方法制备得到的Si02-PS有机无机杂化不对称粒子形态、大小均一,经垂直蒸发自组装制备的胶体晶体膜中,不对称粒子排列整齐,具有一定的梯度规律性。