近年来，环境污染问题已成为人类社会可持续发展的最重要问题之一。工业过程中产生的废水、废气等对我们赖以生存的环境造成了极大的破坏，在此过程中产生了大量的污染物，致使环境中的有害物质增多，如PM2.5等导致的癌症和其他疾病近年来的上升趋势明显增强，已引起科学界、医学界以及政府部门的的高度重视。纳米技术的出现，为解决这一问题带来了新的希望。纳米材料因其独特的物化性质，已被广泛应用在工业、环境、能源和生物医学等领域，因此开发一种高效、稳定、廉价的多功能纳米复合材料用以解决多种问题意义重大。鉴于此，本文以成本低廉、生物相容性优异的介孔二氧化硅（Mesoporous silicananoparticles, MSN）作为研究对象，并从材料的形貌和尺寸的角度出发，探究择形制备介孔材料的的工艺，研究形貌对其对生物医学和催化性能的影响，并且在最后一部分中采用双模板法制备出了线状和管状结构的二氧化硅，并初步探究了其形成机理，本文的主要内容分为三部分，具体如下：第一部分：主要对多形貌磁性核壳结构介孔二氧化硅的制备及催化性能进行研究，通过控制模板制备过程中的温度、时间、物料比、铁源以及反应工艺等因素，利用离子导向三氧化二铁晶体生长方向的原理，制备出了形貌和大小可控的多形貌纳米铁氧化物模板，通过XRD、TEM、SEM、VSM、拉曼等表征手段对其各种性能进行表征，研究模板的生长机理。紧接着，采用溶胶-凝胶法以TEOS为硅源，CTAB为模板剂和造孔剂，在乙醇水体系中，以氨水为催化剂和二氧化硅生长导向剂，制备出了多形貌Fe2O3@SiO2-Au@mSiO2纳米催化剂，以对硝基苯酚为模板分子，研究这种多形貌催化剂的催化性能和循环稳定性能。第二部分：主要研究了多形貌中空结构介孔二氧化硅在生物医学领域的应用，通过在丙酮-盐酸体系中加入核壳结构的Fe2O3@SiO2@SiO2，同时去除三氧化二铁模板和CTAB成功制备出了多形貌介孔中空二氧化硅，在体外环境中以DOX为药物分子，研究材料对药物分子的负载能力，同时在不同pH值的PBS中研究材料在不同pH环境中的响应可控释放性能，并以PEG、FA和FITC对材料进行有效的修饰，增加材料的生物兼容性和癌细胞靶向性，以A549细胞和Hela细胞为模型细胞，研究材料的生物兼容性和靶向性，以及对癌细胞的杀灭作用，利用Cofocal和酶标仪等仪器对上述结果进行表征。第三部分：采用双模板法，在纯水体系中，在乙酸乙酯的作用下，以氨水为源，以三氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）和正硅酸四乙酯（TEOS）为硅源，制备出了一维管状、二维片层结构和一维线状介孔二氧化硅纳米颗粒，研究了乙酸乙酯用量、温度、反应时间等因素对产物的影响，初步探究了不同结构介孔二氧化硅的制备机理。文章的最后又对管状结构二氧化硅的制备做了初步的探索，采用双模板法制备出了长度在1μm以上的管状二氧化硅纳米颗粒，并对其形成机理进行了初步的研究。通过上述工作，我们研究了水热法条件下通过硫酸根离子的浓度则形制备不同形貌的三氧化二铁模板的影响因素，获取了硬模板法制备多功能多形貌纳米催化剂的相关工艺，探究了中空介孔二氧化硅的择形制备和生物学性能，对通过双表面活性剂法合成的管状SiO2纳米材料有了进一步了解和认识，并明确了下一步的研究方向。