二氧化硅微球由于高机械强度、稳定的物化性质、高比表面积等材料性能，在色谱填料、催化剂载体和光子晶体等方面均具有重要应用。目前常规制备二氧化硅微球的方法包括模板法和聚合物诱导胶体凝聚法等，需要引入模板，结构调控受到模板限制。本文针对上述技术难点，提出将膜乳化技术与硅溶胶凝胶转化过程相结合，制备粒径可控的均一二氧化硅微球，并建立了硅微球的形貌结构调控策略。具体研究内容分为以下五个部分：(1)以常规膜乳化法为平台，开发乳液法制备二氧化硅微球的工艺，探索乳液制备及微球成球的关键影响因素，阐明微球的成球机制。预先将正硅酸乙酯在醇相中聚合形成小分子量的硅溶胶作为油相，乳化剂水溶液作为水相，采用常规膜乳化法制备均一的硅溶胶乳液，随后向乳液体系中加入碱性催化剂使乳滴中的硅溶胶完成凝胶转化过程，最终制备粒径为20 μm，Span值为0.9，比表面积为349.2 m2/g的均一二氧化硅微球。(2)为了解决常规膜乳化法中微球产率低的问题，采用快速膜乳化技术高效制备出粒径可控的均一二氧化硅微球。首先制备大粒径硅溶胶水包油预乳液，然后通过微孔膜稳定快速地剪切，制备小粒径的均一硅溶胶乳液，再加入碱性催化剂固化成球。通过对硅溶胶浓度、催化剂浓度等制备工艺的优化将二氧化硅微球的产率从60%提升至78%。同时，改变微孔膜的孔径可以实现均一二氧化硅微球在500 nm到15 μm间的粒径控制。(3)基于乳液法制备硅微球的体系，分别利用硅溶胶性质、催化剂性质和有机溶剂相分离三种策略实现微球微观结构的调控。① 硅溶胶性质调控策略：利用硅溶胶的亲水性和粘度差异，自发形成复乳结构，固化后得到单眼、中空、介孔和类高尔夫二氧化硅微球。② 催化剂性质调控策略：利用不同分配系数的碱性催化剂从水相进入油相的扩散过程存在差异，调控微球固化过程中形成的孔道结构。③ 有机溶剂调控策略：利用硅溶胶在不同有机溶剂中的分散性差异，通过固化过程中有机溶剂与硅溶胶的相分离行为实现微球的结构调控。(4)分别对所制备的光滑表面硅微球和类高尔夫硅微球进行羧基修饰，评价微球表面结构对微球蛋白分离性能的影响。建立以硅烷偶联剂为“桥梁”的硅微球表面功能化修饰工艺。微球中复杂结构的引入大幅提高了微球的比表面积，从而提高羧基修饰量及微球的蛋白吸附载量，但复杂结构也会增大微球表面修饰的难度，导致非特异性吸附增加，降低了蛋白质的解吸附效率。(5)以有机硅氧烷和正硅酸乙酯作为复合硅源，合成杂化二氧化硅微球，建立了褶皱二氧化硅微球形貌调控策略。利用有机硅氧烷和正硅酸乙酯之间聚合度不同，以及有机硅氧烷的烷基链在聚合过程中受到的面内应力，实现杂化二氧化硅微球的制备及表面褶皱形貌调控。通过响应面分析法构建2FI模型计算出有机硅氧烷的种类、加入比例以及催化剂浓度三种影响因素与微球褶皱结构之间的关系，为精准调控微球褶皱形貌提供指导。综上，采用膜乳化法和硅溶胶凝胶法结合，开发了均一二氧化硅微球的新型制备方法，并对微球的粒径及形貌结构调控进行研究。