材料化学研究的一般思想是基于某一具体领域应用的需求而有针对性的进行特定材料的设计合成,而在完成其预设功能的应用后若能进一步在更宽的领域加以多元化应用显然是材料化学家们所追求的目标之一。本工作以课题组前期合成的透明介孔二氧化硅凝胶独石及Al掺杂改性的透明介孔二氧化硅凝胶独石为基体,基于合成凝胶的光学透明性、焙烧脱模板后凝胶宏观形貌的完整性及其高的比表面积等特征,分别对采用三种不同非离子嵌段共聚物类表面活性剂(F127、P123、Brij56)作模板制备的透明凝胶在掺杂染料的光学性能,作为硬模板纳米浇筑合成介孔碳材料的电化学性能及其在模拟废水中对亚甲基蓝等染料的吸附性能进行了系统的表征研究,以便从不同的角度认识材料的性能,主要的研究结果如下:首先,分别将激光染料罗丹明6G(Rh6G)和罗丹明B(RhB)直接引入采用不同模板合成的透明介孔二氧化硅凝胶独石中,研究了染料浓度、模板剂浓度和结构、Al的掺杂改性等因素对材料光学性能的影响,并与无模板添加时的纯硅及硅铝凝胶进行对比,结果显示相较Brij56,具有更大尺寸的F127和P123模板更有利于染料分子的分散。在一定Si/Al比范围骨架Al的掺杂有助于染料分子的分散,但Si/Al低至20时继续增加Al含量,染料分子可能由于聚集而发生猝灭失活。与无模板凝胶相比,模板剂的存在既有助于凝胶独石的完整性控制,也有助于染料分子的分散,是一种具有潜在应用价值的光学基体材料。其次,将完成光学性能研究后的凝胶样品经焙烧脱除染料和模板后作为硬模板,采用纳米浇筑法合成了介孔碳独石,其比表面积达1243m2/g。所制备介孔碳的形貌可依凝胶独石前体的形貌而加以调控,且其具有足够的强度而可直接作为电极使用,与介孔粉体碳材料相比,可省去制作电极时的繁琐程序并节约成本。初步的电化学性能测试结果显示,以F127模板凝胶复制得到的介孔碳独石的比电容可达197F/g,是一种极具潜力的优秀电极材料。最后,将完成光学性能研究后的凝胶样品经焙烧脱除染料和模板后用作吸附剂,系统研究了其对模拟废水中亚甲基蓝(MB)、RhB和刚果红(CR)染料的吸附性能,并对其吸附动力学过程及吸附机理进行了模拟。结果显示:在相同制备条件下采用P123作模板合成的凝胶由于具有最大的比表面积而显示出较F127和Brij56模板凝胶更好的吸附效果,对MB和RhB的饱和吸附量分别达到190.8mg/g和129.5mg/g。吸附过程符合Langmuir等温式的单分子层吸附模型,吸附动力学更符合准二级动力学模型。Al掺杂后的凝胶由于比表面积的下降导致吸附性能有所降低。温度效应的研究显示吸附过程属于放热过程,升高温度不利于吸附量的增加,但Brij56模板凝胶对RhB吸附时的温度效应相反,原因尚不清楚。