大尺寸、无裂纹透明介孔二氧化硅凝胶独石凭借自身特定的宏观形貌、良好的光学透明性、内在有序的介孔结构、大的比表面积及较粉体材料具有更好的可操作性等特点,而在新型光学器件如透镜、载色体、激光器件及非线性光学材料等的研制领域具有潜在的应用价值,并己受到科学家们的广泛关注。然而,目前该类材料的合成研究仍主要局限于纯二氧化硅骨架结构,使材料内在孔道微区环境(如极性、可键合性和荷电性等)的调节受到限制,进而限制了材料可应用的范围。若将具有不同功能化特征的有机基团引入介孔凝胶,则可在实现对材料孔道结构、极性及孔径等有效调节的同时,改善材料的力学性能,进而大大拓宽其可应用的范围。本工作系统开展了不同有机基团杂化的透明介孔二氧化硅凝胶独石的控制制备研究。在非离子嵌段共聚物类表面活性剂模板导向下的酸性介质中,采用本课题组前期提出的快速溶胶-凝胶干燥控制技术,通过双硅源的复配调节和一步共缩聚法,成功制备了甲基-、乙烯基-、苯基-、r-巯丙基-、丙基-、r-氯丙基等有机基团改性的杂化透明介孔二氧化硅凝胶独石材料,并对合成凝胶的物相结构及改性基团引入对凝胶孔结构的影响进行了系统地表征研究,主要研究结果如下：(1)首先以介孔凝胶的甲基化改性为探针,分别在P123、F127和Brij56三种模板体系中,通过调节正硅酸乙酯(TEOS)与甲基三乙氧基硅烷的复配比例,采用一步共缩聚法成功制备了甲基含量可在0-65%间连续调节的大尺寸杂化透明介孔二氧化硅凝胶独石。结果显示,甲基含量的增加会导致合成凝胶孔径的减小。当以P123作模板时,制备凝胶中的介孔主要为六方相结构。通过调节甲基的含量可实现制备凝胶的孔径、孔容和比表面积分别在2.0-3.15nm、0.199-0.48cm3/g和959.7-1058m2/g范围内的调节。以F127作模板时,制备凝胶中的介孔主要呈立方相结构。通过调节甲基的含量可实现制备凝胶的孔径、孔容和比表面积分别在2.0-4.30nm、0.317-0.497cm3/g和865.6-1046.4m2/g范围内的调节。而当以Brij56作模板时,由于甲基的引入使制备凝胶的孔径迅速进入微孔区(即﹤2nm)。通过调节甲基的含量可实现制备凝胶的孔径、孔容和比表面积分别在1.98-2.78nm、0.242-0.48cm3/g和974-1030.68m2/g范围内的调节。(2)在此基础上,本工作进一步将有机基团的种类扩展至乙烯基-、苯基-、巯丙基-、丙基-、氯丙基-等,以P123作模板剂,成功制备了各种不同基团改性的杂化透明介孔二氧化硅凝胶独石材料。研究发现,随改性基团的引入及其含量的增加,体系凝胶化的时间延长,所制备凝胶的孔径趋于减小。具体结果如下：a.乙烯改性基团的含量可在0-25%范围进行调节而保持介孔凝胶的完整透明,并实现制备凝胶的孔径、孔容和比表面积分别在1.98-3.15nm、0.28-0.48cm3/g和974-1042m2/g范围内的调节。b.苯基改性基团的含量可在0-25%范围进行调节而保持介孔凝胶的完整透明,并实现制备凝胶的孔径、孔容和比表面积分别在2.56-3.15nm、0.324-0.48cm3/g和819.19-984.72m2/g范围内的调节。c.丙基改性基团的含量可在0-25%范围进行调节而保持介孔凝胶的完整透明,并实现制备凝胶的孔径、孔容和比表面积分别在1.98-3.15nm、0.288-0.48cm3/g和959.36-1042m2/g范围内的调节。d.氯丙基改性基团的含量可在0-25%范围进行调节而保持介孔凝胶的完整透明,并实现制备凝胶的孔径、孔容和比表面积分别在2.0-3.15nm、0.129-0.48cm3/g和685.72-974m2/g范围内的调节。e.巯丙基改性基团的含量可在0-20%范围进行调节而保持介孔凝胶的完整透明,并实现制备凝胶的孔径、孔容和比表面积分别在3.15-3.8nm、0.314-0.757cm3/g和469.84-974m2/g范围内的调节。通过本工作的研究,首次实现了不同有机基团改性的杂化透明介孔二氧化硅凝胶独石的控制制备,丰富了介孔凝胶骨架的组分及对凝胶孔道微区环境的有效调节。同时验证了快速溶胶-凝胶干燥控制技术在不同组分体系中的适用性,为后续进一步的染料掺杂改性和材料光学性能的调节提供了可多样化选择的载体,这对新型光学器件的研制具有重要的意义。