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近年来,随着雾霾天气频繁发生,人们越来越关注空气质量问题。来自运输、工业生产和人们生活中排放的大量挥发性有机化合物（VOC）是重要污染源之一。此外,由于地球上化石资源储存量的日趋减少以及不合理使用,使人类正面临着能源和环境两大问题,因此,寻找替代能源和保护环境是当前研究的热点。首先,生物气是垃圾填埋厂和污水处理厂的有机物质经厌氧消化产生的,是一种新型替代能源。然而,生物气中含有少量的挥发性甲基硅氧烷（VMS）严重阻碍了它的应用和发展。由于VMS燃烧时会产生微小SiO2晶体,对机器造成严重磨损,缩短使用寿命。要解决这种生物气能源的安全利用问题,必须提升其品质。因此,研究去除生物气中的VMS,具有非常重要的意义。其次,苯系物,如苯、甲苯、乙苯和二甲苯等,是挥发性有机化合物的主要成员。主要来源于各种工业和生活活动过程中,如化学品生产、建筑装修和车辆排放等。当其散发到环境中,会严重危害人类健康,轻者引发皮肤过敏、呼吸道疾病和内分泌失调等,重者造成肝肾损害、心血管疾病甚至引发癌变等。因此,消除这类污染物是环境治理研究的一个重要课题,具有现实意义。硅胶材料是一种应用广泛、廉价易得且孔隙度非常好的材料。但是,关于硅胶材料的制备、功能调控及应用拓展仍然需要继续深入研究。本论文工作就是在前人工作的基础上,继续探究硅胶材料的制备方法,并对硅胶材料进行结构和功能调控,使其性能得到提升,用于苯系VOC和VMS的净化处理。具体研究方法和结果如下:1.功能化硅胶材料的制备及净化VMS的性能评估（1）采用酰化反应法表面调控硅胶,成功地制备了乙酰化硅胶材料（Ac@SG）,并得到最佳制备条件:反应温度90℃,反应时间10 h,质量比为3:8。与参照硅胶材料相比,Ac@SG的微孔孔容和比表面积分别由0.13 cm3·g-1、286.4 m2·g-1提高到0.16 cm3·g-1、368.9 m2·g-1,且疏水性能也显著提高。乙酰化改性后显著提高了硅胶对VMS的净化性能。室温条件下,Ac@SG吸附L2的穿透时间（tB）为54.3 min、穿透吸附量（QB）为281.6 mg·g-1、饱和吸附量（Qm）为303.9 mg·g-1;Ac@SG吸附D4的tB为29 h、QB为850.8mg·g-1、Qm为915.7 mg·g-1。此外,还发现Ac@SG吸附L2过程中,降低温度、提高吸附床层高度对吸附有利,但水分的存在对吸附无显著影响。利用热脱附方法5次循环利用,发现吸附剂性能稳定。（2）硅胶材料孔隙度是影响硅胶净化VMS的一个主要因素。为了探讨孔隙度对VMS净化性能的影响,采用混合成胶方法用PEI接枝/调控制备出具有类墨水瓶孔隙的硅胶材料。较之SG材料,平均孔半径和表面积均有所增大。在材料制备中,pH为3.0,PEI投加量为1.0 g,得到VMS最佳吸附材料,且最佳tB为56.3 min,QB为289.0 mg·g-1。对聚乙烯亚胺调控硅胶材料（PEI@SG）进行表征及净化VMS研究,发现对L2吸附以微孔表面单层吸附和介孔润湿型吸附为主要吸附机制,且随温度的升高吸附性能下降。此外,PEI@SG材料循环利用5次无显著变化,且tB保持在5256 min之间,结果表明PEI@SG重复利用性能良好。（3）为了探究疏水性对VMS去除性能的影响,利用化学分步合成法,成功制备了疏水性气凝胶材料(NA@SGair),其接触角为142.3 o,疏水性能良好。SEM和BET的结果表明,疏水性调控前后,硅胶的孔径、孔容等结构发生改变。在NA@SGair吸附L2的性能研究中,发现疏水性调控有助于提升硅胶对L2的吸附性能,较之对照硅胶气凝胶(SGair),tB和QB分别由29.6 min、152.0 mg·g-1提高到55.2 min和283.4 mg·g-1;利用热脱附法循环利用5次,tB和QB基本不变,证明该材料重复利用性能良好。2.硅胶负载硫酸高效净化邻二甲苯及其作用机理研究采用等体积浸渍法,成功制备了硅胶负载硫酸（SSSA）材料,并利用动态吸附平台研究SSSA对邻二甲苯的去除效果。研究结果表明,该方法不仅对邻二甲苯的去除率高,材料可以回收利用,而且还得到了有用的化工产品—3,4-二甲基苯磺酸和二（3,4-二甲基）苯砜,副产物为水,处理过程环境友好。此外,研究中还发现,H2SO4负载量和吸附温度是影响SSSA对邻二甲苯去除性能主要因素。结果表明,负载量为20 mmol·g-1,吸附温度为130140℃是最佳吸附条件。最后,依据SEM、FTIR、及NMR等表征结果,提出SSSA对邻二甲苯的去除遵循化学反应型吸附机理。综上所述,本论文针对两种典型的VOC污染物的净化,成功地研发了四种不同类型的硅胶材料,即乙酰化硅胶材料（Ac@SG）、聚乙烯亚胺调控硅胶材料（PEI@SG）、疏水性硅胶气凝胶材料(NA@SGair)和硅胶负载硫酸材料（SSSA）。经过对上述四种材料净化邻二甲苯和VMS性能的评估,探讨了相关的影响因素及净化机制,为生物气中VMS的净化及苯系VOCs污染治理提供新材料和新方法,具有重要的理论和实际意义。