近年来，随着纳米材料科学的快速发展，各种新型的纳米材料不断涌现，而有序硅基纳米材料，因其具有多种奇异的结构特征，如：孔道结构高度有序，孔径尺寸在一定范围内可以调控，具有较高的热稳定性，耐水解性以及很高的比表面积等，在多相催化、吸附、分离、生物材料、传感器新型复合材料等众多领域展示了广泛的应用前景。　　 目前，硅基有序纳米材料的应用研究主要以催化应用为主导，而硅基介孔材料因其水热稳定性较差，极大的限制了其在催化领域的应用。因此能够避短(水热稳定性差、活性低)扬长(极高的比表面、均匀可调的大孔径、吸附量高和表面富含可活化因子：羟基等)，发挥介孔材料的优势，探索其在吸附分离中的应用具有重要的意义。但是纯硅基介孔材料(如MCM-41、MSU-x、SBA-15或MCM-48等)由于表面仅存在Si-OH键，缺少有机官能团，无法充分发挥其独特的规整孔道结构优势。随着大量具有不同结构的介孔分子筛的研发成功，有机一无机杂化的硅基介孔分子筛也逐渐成为众多科学家关注的焦点之一，并发展成为介孔分子筛的一个重要分支。这主要是由于这类有机一无机杂化材料同时具有无机组分和有机组分协同互补的特性，无机组分可以提供高比表面、热稳定性的聚合骨架，而通过设计结合于无机骨架上的有机基团可以改变材料表面的物理化学性质以满足其在催化、吸附、分离等方面的应用。　　 目前，对于共沸体系、沸点相近体系等，因其易形成共沸物、或者分子大小以及物性极其相近等特征，用传统的分离方法如：普通精馏无法实现其分离。针对这类体系，主要的分离方法有共沸精馏、萃取精馏、吸附精馏、膜分离、吸附分离等等，膜分离相对而言是一种比较好的分离方法，而精馏工艺的缺点在于能耗高、工艺复杂。近年来，一方面，随着吸附工艺的发展，如变压吸附、变温吸附、模拟移动床、工业色谱等技术的发展，使吸附工艺成为连续操作的大型工业化过程。另一方面，由于性能优良的新型吸附剂的出现及其品质的不断改善，为吸附技术的广泛应用打下了良好的基础。如合成沸石、分子筛、活性碳、活性氧化铝等。它们各自不同的吸附性能使吸附工艺的应用领域不断拓宽。　　 本论文根据分离体系的特点，设计合成适合不同分离体系的具有纳米孔道的有机-无机杂化材料，运用多种表征技术如XRD、N2-adsorption/desorpiton、SEM、TEM、29Si-MASNMR、TG-DSC、FT-IR等深入探讨了其结构特征，并利用脉冲色谱技术，考查其对共沸体系及沸点相近体系的吸附分离性能。论文工作主要包括：　　 1.针对共沸低碳混合醇/水体系，通过共缩聚以及后嫁接方法合成了官能团化的MCM-41介孔材料，并利用脉冲色谱技术考查了其对共沸低碳混合醇/水体系的分离性能。通过共缩聚合成的氯丙基官能团化的MCM-41介孔材料能很好的实现低碳混合醇/水体系的分离，而后嫁接方式合成的氯丙基官能团化的MCM-41介孔材料不能实现低碳混合醇/水体系的分离。氯丙基官能团化的硅胶亦不能实现醇/水体系的分离，说明规则有序的纳米孔道对分离的重要性。与氯丙基官能团相比，更具亲水性的氨丙基改性的MCM-41以及更具疏水性的甲基官能团化的MCM-41均不能实现醇/水体系的分离，说明材料表面的性质对分离同样起着重要的作用。　　 2.室温、无模板剂的条件下，采用溶胶-凝胶法制备了具有“蠕虫状”孔道的微孔/介孔硅基材料，制备过程中通过适当控制PMHS/TEOS的质量比，使产物获得了很高的热稳定性以及发达的孔隙结构，且随着PMHS/TEOS比例的增加，微孔比例增加，疏水性能增强。该微孔/介孔材料能够很好的实现苯及其同系物的分离，也能很好的实现低碳混合醇/水体系，尤其是能实现丙醇以及丁醇异构体的分离，同时也能很好的实现液态以及气态正构烷烃、丙烷/丙烯、二氧化碳/甲烷等的分离。进一步利用脉冲色谱技术，系统的考查了苯及其同系物在具有不同疏水性能、以及不同微孔、介孔比例材料上的吸附分离性能。结果表明，苯及其同系物在该类材料上的亨利常数、吸附热、分离因子的大小顺序为：三甲基苯>二甲基苯>甲苯>苯。且随着PMHS/TEOS的增加，各物质的亨利常数、吸附热、以及分离因子均增加，且增加的大小顺序为：三甲基苯>二甲基苯>甲苯>苯。　　 3.针对疏水性微孔/介孔材料不能很好分离的沸点极其相近体系：苯-环己烯-环己烷，根据其结构特点，利用浸渍法，以AgNO3作为活性组分，以介孔材料SBA-15为载体，单层分散法制备了络合吸附剂Ag-SBA-15。纯硅介孔材料SBA-15不能很好的实现苯、环己烯、环己烷的分离，负载银以后，因Ag+与苯、环己烯、环己烷的络合作用大小为：苯>环己烯>环己烷，且络合作用比范德华作用力要大，因此实现了苯、环己烯、环己烷的分离。利用脉冲色谱技术，系统考查了苯、环己烯、环己烷在SBA-15和Ag-SBA-15上的吸附分离性能。结果表明，苯、环己烯、环己烷的亨利常数、吸附热、吸附熵的大小顺序为：苯>环己烯>环己烷。且苯、环己烯、环己烷在Ag-SBA-15上的亨利常数、吸附热、吸附熵以及分离因子要比在SBA-15上大。　　 4.针对于分子大小、沸点及其相近的乙烷/乙烯，以聚乙二醇为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，弱酸性条件下设计合成了具有不同微孔/介孔比例的纯硅微孔/介孔材料。以PEG为模板所合成的材料均具有很高的比表面积，能达到908m2g-1，且当聚乙二醇的分子量在四千以下时所得材料均为微孔/介孔双孔材料。且随着PEG分子量的增加，所得材料的孔径以及孔容均增加，相应的微孔的比较减小。当PEG的分子量大于6000时，所得材料主要以介孔为主，且分子量越大，孔径越大(孔径可以在2-7 nm之间进行调节)。即可以通过调节所用模板剂PEG的分子量来调节所得材料的孔径大小以及微孔/介孔的比例。进一步考查该系列材料对乙烷/乙烯体系的分离性能，发现当PEG的分子量在1000左右、微孔比例在13％左右时(此时TEOS/PEG质量比为3)所得材料对乙烷/乙烯具有最佳的分离效果。对分离分子的大小、孔的大小及比例与分离性能的三角关系的探讨，为不同分离体系，量体裁衣设计合适的吸附分离材料提供了借鉴。