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随着石油工业的发展,石油管道运输及跨海运输的增加使溢油事故频发,海上石油泄漏不仅会对环境造成严重影响,也会对人的健康造成威胁;此外,在石油化工、火力发电等行业使用的储油罐,常发生油罐泄漏、火灾、爆炸事故,造成严重的人员伤亡、环境破坏和经济损失。无论海上溢油事故,还是陆上油罐泄漏事故,都必须采取紧急安全应急措施,防止油料向更大范围扩散造成破坏环境,或蒸发遇火导致火灾或爆炸事故。采用油水分离及吸油材料既可以进行海上溢油事故的油水分离吸油,也可以进行油罐泄漏油料的吸收,是一种处置溢油或泄漏事故的安全技术措施。而现有油水分离及吸油材料大多为高分子聚合物材料,而高分子聚合物材料有机化学成分的特点使得其中的绝大部分具有显著的可燃性,因而,在储存、运输过程中存在着极大的火灾安全性问题,而溢油或泄漏事故中石油中可燃气体的挥发也可能引发火灾,油水分离及吸油材料的火灾安全性问题在某种程度上限制了其应用,因此,在制备油水分离及吸油材料,赋予材料基体良好的油水分离及吸油性能的同时需要兼顾其阻燃性能,以降低其火灾危险性。三维多孔泡沫状材料一般具有大的比表面积、高的开孔率和互通的孔洞结构,是制备高效油水分离及吸油材料的理想基体。本文以商业化的软质聚氨酯（FPU）泡沫和三聚氰胺泡沫（MF）为基体,提出利用层层自组装的方法,将具有阻燃作用的物质和不同表面能的改性剂构筑于泡沫基体的表面,使其在具备良好的油水选择浸润性的同时赋予其阻燃性能的思路,制备出阻燃性高效油水分离及吸油材料。围绕上述思路,论文主要开展了软质聚氨酯泡沫和三聚氰胺泡沫的表面改性及其油水分离性能和阻燃性能的研究,具体研究内容及成果如下:1.以软质聚氨酯泡沫为基体,采用层层自组装的方法,分别将具有高表面能的聚乙烯亚胺（PEI）/海藻酸钠（SA）和纤维素磷化衍生物（PC）/壳聚糖（CH）成功构筑于泡沫基体的表面,赋予其表面亲水、水下疏油性能,接触角测试结果显示所制得的样品水接触角达到0°,具有超亲水性,油水分离测试结果显示PEI/SA和PC/CH改性的样品均能有效地分离油水混合物。热失重分析结果显示PC/CH改性的样品其热稳定性在285°C-700°C范围内有大幅提升,锥形量热仪测试结果显示,组装了15层PC/CH的样品相较纯样其峰值热释放速率下降了60.3%,总热释量相较于纯样下降了30.3%。热稳定性和阻燃性能效果的显著提升主要归因于含磷化合物的催化成炭作用。2.采用层层自组装的方法分别将包含氢氧化镁（Mg（OH）2）和蒙脱土（MMT）的组装层成功构筑于软质聚氨酯泡沫的表面,以增加其表面粗糙度,进一步利用低表面能的十二硫醇（DDT）对泡沫基体进行改性,使其具有疏水亲油性能,经Mg（OH）2/DDT和MMT/DDT改性的聚氨酯泡沫的水接触角分别达到了136°和135°,所得样品对不同油品和有机溶剂的吸油倍率在16至64倍之间,在50次重复吸油后仍能够保持良好的吸油倍率。所得改性样品的热稳定性较纯样得到了大大的提升。锥形量热仪测试结果显示,组装了8层MMT填充涂层改性的样品及最高Mg（OH）2涂层含量的样品峰值热释放速率和总热释放量均有下降,这可归因于氢氧化镁（Mg（OH）2）和蒙脱土（MMT）对泡沫基体发挥了优异的阻燃作用。3.首先,采用层层自组装的方法将MMT构筑于软质聚氨酯泡沫,之后采用有机硅氧烷（PDMS）对其进行进一步表面改性,制得的油水分离材料其水接触角超过150°,表现出超疏水超亲油性能。所制得的样品能有效吸附水面油层,对不同的油品和有机溶剂的吸油倍率在20至70倍之间。热失重分析结果显示6层MMT填充的涂层改性的样品700°C时的残炭量相较于纯样提升了8.73个百分点,锥形量热仪测试结果显示该样品峰值热释放速率较纯样下降了70%。4.以三聚氰胺泡沫为基体,首先采用层层自组装的方法将典型的阻燃性二维片层纳米粒子MMT和α-磷酸锆分别构筑于三聚氰胺泡沫的表面,增加了其表面粗糙度,并分别采用二甲基二氯硅烷和甲基三氯硅烷对其进行进一步改性。制备所得样品的水接触角均超过150°,表现出超疏水超亲油性能,其对不同油品和有机溶剂的吸油率能达到自身重量的28-131倍,在各种环境下均能展现出良好的油水分离性能。制备所得样品的在高温阶段的热稳定性较纯样有较大的提高,其在500℃高温处理后的体积收缩程度明显小于纯样,炭渣也更为完整。5.对本文中制得的各种油水分离及吸油材料的应用装置及事故处理提出了设想并进行了探讨,也为未来此类材料的大规模使用提出展望。