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SiO2气凝胶因具有超低的密度及热导率、超大比表面积、极高的空隙率等优良性质而被广泛研究,然而由于存在制备原料昂贵、有毒等问题,其商业应用及规模化生产依然没有得到理想的结果。本文针对以上问题并立足于节能减排的思想提出利用煤矸石为原料制备SiO2气凝胶。实验分为两个阶段。第一阶段是利用煤矸石制备水玻璃。分别研究了煅烧煤矸石温度、保温时间、酸渣质量/Na OH（S）质量、Na OH质量分数对SiO2浸出率的影响。结果表明,当煅烧煤矸石温度、保温时间、酸渣质量/Na OH（S）质量、Na OH质量分数分别为750℃、2h、1:0.8、20%时,SiO2浸出率达到最大（为35.23%）。同时研究了上述因素对水玻璃模数的影响,结果发现,并不是SiO2浸出率越大,相应的水玻璃模数也越大,正交实验也出现了相同的现象。此外,从整体数据来看,水玻璃模数最大为0.47,远小于工业级别水玻璃模数。第二个阶段是利用第一阶段制备的水玻璃为原料制备SiO2气凝胶。XRD结果表明所合成的产品确为SiO2气凝胶,但含有少量的Na Cl杂质。分别研究了3、4、5mol/L硫酸催化水玻璃凝胶的时间,结果表明三者之间没有明显差别,但5 mol/L条件下最终产品的密度最小（0.2558 g/cm3）。研究了以工业水玻璃为原料（A）、煤矸石制备水玻璃为原料（B）和煤矸石制备的、经过强酸性阳离子树脂处理后的水玻璃为原料（C）制备的SiO2气凝胶的密度。结果发现,三种原料制备的产品的密度大小顺序为A>B>C。研究了p H对产品密度和与水接触角的影响,结果表明偏中性环境有助于获得低密度产品,但p H对接触角没有明显影响。性能表征结果表明产品含有大量孔洞,Langmuir表面积达962m2/g,总孔体积为3.73cm3/g,平均孔径为20.77nm;具有强疏水性（接触角均在110℃以上）。FT-IR结果说明产品被TMCS成功改性。孔隙率及热导率计算表明产品的孔隙率可达88.32%,而热导率可低至0.0229W·m-1·K-1,且最大不会超过0.02759W·m-1·K-1。研究了SiO2气凝胶对模拟有机污染废水（SOPW）的吸附性,结果表明,偏中性液体环境下制备的产品对SOPW有更好的吸附性,以C为原料制备的气凝胶对SOPW的吸附率最大。另外,将产品暴露于空气中一个月后对SOPW的吸附率仍能达到190%。无论哪种环境下制备的产品,其对SOPW的吸附性都远远好于活性炭。