中空微纳球是一种具有独特形态和结构的新型材料,粒径处于纳米级到微米级,由于其具备的特殊结构,中空微纳球材料被广泛地应用于化学和生物催化、药物载体、多孔陶瓷、光学材料、轻质填料等领域。中空结构材料的制备方法主要包括模板法、自组装法以及微乳液法等,其中模板法是制备中空微纳球最常用的方法。当前主要用到的模板有CaCO3、聚苯乙烯（PS）微球、聚谷氨酸钠以及高分子乳胶粒等,但这些制备方法中仍存在一些局限,如模板的合成过程复杂、模板去除过程中对环境产生影响、制备成本高等。本论文采用水热法合成了一种绿色的胶体碳球模板,并以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂成功地制备出了粒径均匀,分散性好且球形度高的中空SiO₂微纳球。在水热法合成胶体碳球模板过程中,分别对反应温度、保温时间以及葡萄糖浓度进行研究和分析,确定胶体碳球合成过程中的优化实验条件。当葡萄糖浓度为0.5 mol/L、反应温度为180℃、保温时间为10 h时,得到的胶体碳球平均粒径为0.5μm,粒径大小均匀,分散性好且球形度高。在制备中空SiO₂微纳球的过程中,分别对体系的pH值、硅源TEOS的用量、表面活性剂CTAB的用量进行了研究和分析,确定中空SiO₂微纳球制备过程中的优化制备参数,即在200 mL乙醇和100 mL去离子水的溶剂体系中,当pH=10,TEOS用量为10 mL,CTAB用量为2 g时得到的中空SiO₂微纳球粒径大小均匀、分散性好且球形度高,同时对中空SiO₂微纳球形成机理进行了初步的分析。对中空SiO₂微纳球在药物载体和多孔陶瓷领域的应用进行研究和分析。实验结果表明,制备的中空SiO₂微纳球对Aspirin药物载药量达到了26%,且能够表现出优异的pH响应可控释放性能,在医学领域能够得到广泛的应用;利用制备的中空SiO₂微纳球作为陶瓷原料,得到的多孔二氧化硅陶瓷经测试表明,其介电常数为2.76,密度为0.81 g/cm3,是一种低介电、低密度的轻型材料,可望应用于航空航天领域。