本发明提供了一种改性二氧化硅及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：混合硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；酸液调节混合液的pH值至4.5‑5，然后与引发剂混合，超声条件下进行热处理，得到反应液；搅拌条件下，混合碱液与反应液，调节pH值至12.5‑13，得到白炭黑溶胶；干燥白炭黑溶胶，得到白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到所述改性二氧化硅。本发明提供制备方法所得二氧化硅的解聚能力较强，难分散的大颗粒占比较少，在比表面积≥200m²/g的条件下，具有≥9.5的分散度，且颗粒占比R₁₈≤10％，更容易在橡胶中分散。