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近年来,随着石油工业的快速发展和海上溢油事故的增多,油水分离已成为世界各国广泛关注的话题。由于油水分离过程大多受界面效应的影响,因此利用界面特殊的浸润性设计新型的油水分离材料是一种简便且有效的方法。超疏水/超亲油材料能够使油水混合物中的油相快速渗透而阻挡水相(称为―除油型‖材料)。然而,上述材料在使用过程中很容易被油污染,并且不适合分离重力驱动下的轻油(密度小于水的油)与水的混合液。不幸地是,大多数油的密度比水小。现在,具有超亲水/水下超疏油性质的材料在油水分离领域备受关注,因为它们允许水相穿透材料而油相完全被排斥(称为―除水型‖材料)。然而,这种材料不是重油分离的最佳选择,因为重油积聚在网膜表面形成屏障,防止了水的渗透。尽管上述这两类材料在油水分离领域得到了广泛的应用,但这些材料大多制备方法复杂,容易造成环境污染,而且分离过程中材料的选择取决于油水混合物的组成和油的密度。因此,制备简单且能够对各种油水混合物进行分离的超浸润材料仍然是当前极为紧迫的需求。本文的主要研究内容概括如下:(1)我们利用简单的氧化反应制备了CuO纳米线包覆的超疏水/超亲油泡沫铜。设计成盒状后,超疏水铜泡沫可以将各种类型的油水混合物进行分离,分离效率高达97%,这种优势是其他二维超疏水过滤材料所不具备的。此外,与真空系统结合后,盒状的超疏水泡沫铜能够连续地进行油水分离。在30 kPa的负压下,分离速率可达5 mL/s-1,呈现出较高的分离速率。(2)我们利用置换反应制备了超亲水的银包覆铜网。网膜可用于研究重力驱动下的油/模拟海水的分离,各种油的分离效率可达到94%以上。此外,银包覆铜网可以在45个分离周期中仍保持较高的分离效率。同时,这种网膜在极端条件下可以表现出良好的环境稳定性。(3)我们通过喷涂法在没有任何进一步的化学修饰的情况下首次制备了响应型马铃薯废渣包覆的不锈钢网膜(PRCM)。利用响应型PRCM,可以对不同类型的油水混合物进行分离。我们用水浸润,得到超亲水/水下超疏油的网膜,分离轻油与水的混合物;用油浸润,得到超亲油/疏水的网膜,分离重油与水的混合物。经过计算,各种油的分离效率均在97.7%以上。经40次循环后,PRCM对煤油/水的混合物分离效率仍然高达98.5%,展现出极好的循环性能。同时。通过对PRCM浸润模型的分析,我们在理论上证明了油水分离的可行性。