近年来,随着石油工业及其制品的发展,其泄漏事故层出不穷,产生大量含油污染物(主要成分为含油废水),极大破坏了生态环境并威胁人类生命财产的安全;并且含油废水外部环境也日趋复杂,为后期处理增加了难度,如何快速、高效、低成本处理这些油水混合物,减少对环境的影响和降低经济损失已成为社会关注的焦点。随着科技的发展和材料领域的不断推陈出新,超浸润材料的出现,为油水分离领域翻开了崭新的一页。超浸润材料以其特殊的润湿性,可以选择性的吸收油污或者排斥油污,从而成功的将其从水中分离并回收。其中,超疏水/超亲油材料和智能可切换润湿性材料以其制备简单、高效、低成本等优势受到广泛的关注和研究。现阶段,虽然对超浸润材料的制备、性能及应用等方面取得了一些进展,但是仍存在诸多不足。例如制备过程复杂,吸油完成后回收困难;在复杂的外部环境下如高盐度、强酸碱、极端温度下容易失去超浸润性;面对复杂的多种油水体系分离效果下降等。为此,本文从密胺泡沫和棉织物等多孔材料出发,制备了多种超浸润材料。其中有简单一步法制备的光活性超疏水材料、可便捷回收的坚固的超疏水磁性材料、低成本耐苛刻环境的超疏水材料以及具有超快pH响应的可切换润湿性材料,并研究了其制备方法、作用机理、浸润性、油水分离性能、耐久性等。(1)从市售密胺泡沫(MF)和棉织物出发,通过不同浓度的γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)在碱性条件下一步水解缩合得到不同表面形貌、润湿性的复合材料。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)的测量结果表明MPTES成功的接枝到MF表面。该复合材料具有良好的超疏水/超亲油性、吸油能力、机械性能以及耐久性,对各种类型的油或者有机溶剂都具有良好的吸收性,并且能重复使用。此外,该复合材料由于表面大量的巯基,还可被用于重金属离子的吸附以及再改性得到不同功能化的超浸润的材料。(2)制备了超疏水磁性棉织物,通过MPTES对进行棉织物表面改性,随后与甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性的SiO2@Fe3O4纳米颗粒(MPS-SiO2@Fe3O4)进行烯-硫醇点击反应制备得到。FTIR、XPS和SEM的测量结果表明MPS-SiO2@Fe3O4纳米颗粒通过化学共价键牢固地接枝到了织物表面,并与原始织物固有的微观结构相结合,构筑了微纳米粗糙分层结构。这种粗糙分层结构和低表面能的硅烷基团协同作用,使制得的棉织物显示出超疏水性,在油/水分离领域具有良好的应用前景;并且具有较高的分离效率,渗透通量和优异的循环使用性。此外,所制得的棉织物对胶带剥离,磨损和强酸和强碱溶液等化学药品表现出优异的超疏水耐久性(3)通过MPTES对MF进行改性,然后在紫外光的辅助下,用MPS改性的纳米二氧化硅颗粒(MPS@SiO2)进行烯-硫醇点击反应,制得超疏水MF泡沫。MPS@SiO2纳米颗粒通过共价键的形式牢固地接枝到了泡沫表面,这不仅增加了泡沫表面的粗糙度,而且降低了其表面自由能,赋予了泡沫超疏水性,在油/水分离领域具有应用前景。同时,制得的超疏水泡沫具有良好的机械性能,并且在油水分离中保持良好的可回收性。此外,所制得的泡沫即使在250℃马弗炉中进行2h和液氮处理后,泡沫表面仍具有超疏水性,因此该泡沫可用于苛刻条件下的油水分离,甚至可以控制含油及其制品火灾火势的蔓延以及扑灭。这种简便、环保、低成本和通用的方法在制备坚固的超疏水材料中显示出巨大的潜力。(4)将市售的10-20nm MPS改性的二氧化硅(MPS@SiO2)与油酸通过烯-硫醇点击化学接枝到巯基硅烷改性的密胺泡沫表面,制得pH响应型超快润湿性转变材料。通过FTIR、拉曼和SEM证明MPS@SiO2和油酸已经成功的接枝到MF表面。该复合材料具在酸性及中性环境下展现出超疏水/超亲油性,对重油/水体系具有良好的分离效果;在碱性情况下展现出超亲水/水下超疏油性,对轻油/水体系具有良好的分离效果,并且润湿转变速度非常快,pH=13情况下仅需2.7 s,优于大部分文献报道。该材料还具有良好的循环稳定性以及吸收能力(k)。此外,研究了材料在pH诱导润湿性转变的机理、分析了不同pH条件下材料表面润湿性模型。