全球气候变化是人类迄今面临的最重大环境问题,也是21世纪人类面临的最复杂挑战之一。化石燃料燃烧排放的CO2是造成全球气候变化的主要原因,对全球变暖的贡献率已超过了60%。在众多捕集工业废气中CO2的技术中,吸附分离是最有效的技术之一,而且一直备受研究者的青睐。而在吸附分离技术中,研发具有高吸附容量、高选择性和良好循环利用性能的CO2吸附剂成为技术的关键。在研发的各类CO2吸附剂中,以氨基修饰的介孔材料最受关注,因为其具有高比表面积、大孔容、孔径可调等优点,在CO2吸附、分离及存储等领域展现了广阔的应用前景。另一方面,甲醛是一种常见的室内空气污染物,长期处于含有甲醛的环境中,即使是在很低浓度(低于1ppm)下也对人体的健康不利,因此室内空气污染已经成为了重要的社会问题。吸附,洗气和高级氧化技术已经运用于去除空气中挥发性有机化合物(VOCs),比如甲醛和丙酮。在上述方法中,吸附法是一种更简便而且有效的去除气体甲醛的方法。本论文主要工作包括以下内容：1)氨基功能化单分散多孔SiO2微球的制备及其CO2吸附性能研究。氨基功能化单分散多孔SiO2微球是通过在水-乙醇-十二胺的混合溶液中将正硅酸乙酯(TEOS)进行水解和缩合反应,并在600℃下煅烧,最后利用四乙烯五胺(TEPA)进行表面功能化制备得到的。样品的CO2吸附性能是通过Chemisorb2720脉冲化学吸附系统进行分析。结果显示,煅烧温度对SiO2微球的比表面积,孔体积和孔径都有着显著的影响。随着煅烧温度的升高,比表面积和孔体积增大,而孔径随之减小。600℃下煅烧的SiO2微球的比表面积和孔体积分别达到921m2/g和0.48cm3/g。在氨基功能化之后,样品的比表面积和孔体积大幅度降低,分别降至34m2/g和0.08cm3/g,这是由于孔道被TEPA分子填充引起的。所有TEPA功能化的样品表现出了优良的CO2吸附性能,其CO2吸附性能与样品的TEPA负载量,吸附温度和比表面积有关。最佳的TEPA负载量(34wt%)和吸附温度(75℃)得到确定,在600℃下煅烧和TEPA负载量为34wt%时的SiO2样品拥有最大的C02吸附量(4.27mmol g-1吸附剂)。本研究将为设计和合成捕获CO2的新型多孔吸附材料提供新的视野。2)表面氨基修饰双峰分布多孔二氧化硅空心微球的制备及其CO2吸附性能研究。通过水热法合成了具有高比表面积的双峰分布大孔/介孔SiO2空心球(BMSHS),以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和全氟十二烷酸(PFDOA)作为共模板剂,并研究CTAB/PFDOA的质量比对样品物理性能的影响,利用四乙烯五胺(TEPA)进一步修饰所制备的样品,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、差热分析(DTA)、热重分析(TGA)和N2吸附脱附来进行结构表征,样品的CO2吸附性能是用纯的CO2气体在35-130℃下进行CO2吸附表征的。实验结果表明,所制备的样品均含有峰孔值在约3-4nm的介孔和峰孔值约在103到117nm间的大孔。这些介孔和大孔分别来自于空心球的壳层和空腔。R值对比表面积有显著的影响,当R值增大时,比表面积随之增大。所有TEPA修饰过的样品均表现出优良的CO2吸附性能,CO2吸附性能与样品的TEPA负载量,吸附温度和比表面积有关。最佳的TEPA负载量和吸附温度分别约为50wt%和110℃,而且CO2吸附量是与比表面积成正比的。在R=40和TEPA负载量为50wt%时所制备得到的BMSHS样品拥有最大的CO2吸附量(4.41mmol g-1吸附剂)。3)分等级二氧化硅空心微管的生物模板法合成及其甲醛吸附性能。二氧化硅空心管是以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB);和生物模板杨絮(PC)作为共模板,通过水热法并改变PC/SiO2质量比R制备得到的,所制备的样品运用四乙烯五胺(TEPA)来进行修饰,并用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、差热分析(DTA)、热重分析(TGA)和N2吸附脱附对样品的微结构来进行表征,样品的甲醛吸附性能在常温常压下进行吸附测试。实验结果表明,所有样品均含有峰孔径约在2.5nm的介孔,这些介孔来源于空心微管的管壁,PC/SiO2的质量比R对样品的比表面积有着重要的影响,且样品P0.3具有最大的比表面积(896m2/g),所有负载TEPA的样品均表现出优异的甲醛吸附性能,甲醛吸附性能取决于样品的功能化的氨基官能团和比表面积,甲醛的吸附量与比表面积成正比关系。样品P0.3-50拥有最大的甲醛吸附量(20.65mg/g吸附剂)。4)ZrO2空心球的制备及其对刚果红的吸附性能研究。具有分等级结构的ZrO2空心微球是通过简单的水热方法制备得到,以氯氧化锆为原料,将其均匀分散在含有尿素、盐酸和乙醇的溶液中,通过调节水热时间即可得到Zr02空心微球和实心球；所制备样品的微结构通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气吸附脱附来进行结构表征；并通过吸附水溶液中的刚果红来表征样品的吸附性能。分别用准一级,准二级和颗粒内扩散动力学模型来拟合样品的吸附动力学数据。准二级动力学和颗粒内扩散模型能更好地描述样品的吸附动力学。用Langmuir和Freundlich模型来分析所制备样品吸附刚果红的吸附平衡数据发现,Langmuir模型与实验数据符合得更好。通过Langmuir公式计算得到ZrO2空心球在30℃时对刚果红的最大吸附量(qmax)为59.5mg g-。与ZrO2实心球和试剂相比,ZrO2空心球对刚果红较高的最大吸附量是由于ZrO2空心微球具有较大的比表面积引起的。