本发明公开了一种改性纳米二氧化硅、其制备方法及应用。本发明所述改性纳米二氧化硅为改性剂M对纳米二氧化硅修饰后得到，所述改性剂M为具有阳离子性主链和疏水性侧链聚合物型的梳形高分子，该改性纳米二氧化硅具有精细可控的疏水性；所述改性纳米二氧化硅中，改性剂M占纳米二氧化硅的质量比例为2.5~12.5%；采用本发明所述改性纳米二氧化硅与多种疏水有机单体通过形成皮克林乳液，得到以有机物为核心、二氧化硅为壳层的核壳型功能材料。本发明所述改性剂对纳米二氧化硅的修饰方法，不使用有机溶剂、不产生副产物，效率高，绿色环保；本发明所述改性纳米二氧化硅适用于与多种不同疏水性的有机单体形成皮克林乳液以及核壳粒子制备。