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随着石油工业的迅猛发展,随之而产生的石油泄露和含油废水排放也不断增多,严重地危害了自然环境和人类生存。传统油水分离材料主要是多孔吸附材料,但这些材料存在着吸油的同时还吸水、分离效率低、难以回收油类等缺点,已不能满足高效且环保的油水分离要求。具有特殊润湿性的材料,如超疏水超亲油材料,是近年来油水分离材料方面的研究热点。本文从材料的表面润湿性出发,利用仿生超疏水原理,以多孔材料为基底,采用中间联接剂,将低表面能物质以化学键的方式接枝在基底上,从而制备出了具有纳微二元复合结构的超疏水超亲油材料,以实现油水分离。另外,以高分子材料为基体,制备了具有耐腐蚀性能的超疏水超亲油块体材料,扩大了超疏水超亲油材料的应用领域。文章主要内容可概括为如下几点:(1)以聚氨酯海绵为基底材料,利用多巴胺的强粘附力和能提供二次反应平台的特性,通过两步溶液反应,将碳纳米管(CNTs)和低表面能物质十八胺(ODA)修饰在海绵骨架上,制备出了超疏水超亲油聚氨酯海绵。制备的海绵能快速高效的实现油水分离,且通过简单的挤压方式就能回收油类。海绵对油类的吸油量均达到自身质量的20倍以上。CNTs的引入,不仅有利于纳微二元结构的构筑,还提高了海绵的弹性性能,有助于海绵油水分离的循环使用。制备的海绵在50-100℃的环境下和pH=1-14的溶液中处理24 h后,海绵的超疏水性仍具有较好的稳定性。海绵在重复使用150次后,仍具有较高的疏水性和较好的吸油能力。(2)以泡沫镍网为基底材料,利用多巴胺氧化自聚合过程可控这一特性,通过一步溶液反应,将低表面能物质ODA修饰在泡沫镍骨架上,制备了超疏水超亲油泡沫镍网状材料。制备的泡沫镍网能实现油水分离,对润滑油、机油、硅油具有高通量,分别为2823±141 L·m-2·h-1,2337±116 L·m-2·h-1,1844±92 L·m-2·h-1。由于本身的磁性,制备的泡沫镍网还能在磁场的控制下智能的油水分离。利用泡沫镍本身质软、强韧性等优点,将制备的超疏水超亲油泡沫镍网设计成一种立方空心盒子,并将盒子与管道相连接,在提供负压的情况下,设计的超疏水超亲油泡沫镍盒子就能够实现连续油水分离并直接、原位回收油类。(3)以碱处理后的聚偏氟乙烯(PVDF)为高分子基体材料,氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)为低表面能物质,SiO2和CNTs为纳米填充材料,微米级NH4HCO3颗粒为造孔剂,采用成模--烧结的方法,制备了超疏水超亲油m-PVDF基块体材料。采用不同的模具可以制备不同形状的块体材料,例如,环形、圆片、立方体等形状。制备的m-PVDF基块体材料与水的接触角为164°,与油的接触角近似为0°,且能迅速的吸收油水混合物中的油类,并将油类储存在由造孔剂形成的微孔中。由于SiO2和CNTs纳米粒子填充在整个块体材料的内部结构中,材料的任意截面上都具有超疏水性。在400℃的高温下,m-PVDF基块体材料的失重率小于10%,展现出良好的热稳定性能。在3.5 wt.%NaCl溶液中,塔菲尔(Tafel)曲线表明制备的超疏水超亲油m-PVDF基块体材料具有良好的耐腐蚀性能。