面对水资源的短缺和水体的严重污染,已污染水源和工业及生活排放污水的深度处理已经到了刻不容缓的地步。水中的污染物主要包括重金属离子、有机染料、芳香类化合物、农药、抗生素和表面活性剂等,如何简单、高效、经济地去除水中这些污染物是至关重要的。相比于其他水处理方式,吸附分离技术因其操作简单方便、成本低廉、有效且可同时处理无机和有机污染物而成为应用最广泛的一种水净化方法,吸附分离效率主要取决于吸附材料的性能,比如吸附材料的孔道结构(如孔径大小与分布、孔隙率、孔连通性等)和表面化学性质(官能团、电荷性质、相互作用性等)。一般而言,吸附材料具有高孔隙率的特点,然而实现高孔隙率材料表面的高效且均匀的功能化面临巨大的挑战,但是表面功能化程度对吸附量、吸附速率和吸附选择性等又至关重要,因此,人们致力于发展多孔材料表面功能化的各种策略。总得来说,可分为制备-后处理策略和预设-一步制备策略。制备-后处理策略是最常见的,容易实现,但是处理过程麻烦,而且多步处理经常易导致孔道的塌陷,同时传质和扩散阻力经常致使表面功能效率不高和表面化学基团不均匀;预设-一步制备策略由于步骤简单、官能基团原位生成可使表面功能高效且均一、过程易控等优点近年来受到重视,但是设计且构建一个合适的体系并不容易。其中,介孔有机硅材料是一类非常重要且研究最多的吸附材料,但是目前大多报道也是先通过Sol-Gel过程获得多孔材料,然后再进行孔道表面的后化学修饰,一步获得功能化有机硅吸附材料的报道并不多见。因此,如何一步制备可用于水净化的高效吸附材料具有很大实际意义。基于以上研究现状和本实验室在乳液模板法制备多孔材料的研究基础,本学位论文发展了基于乳液模板法一步制备氨基功能化有机硅块材,此材料实现了水中Cr6+的高效吸附。此外,采用相同思路制备了含离子液体和氧化石墨烯的多孔复合材料,此材料实现了水中芳香类小分子有机污染物的有效吸附分离。具体来讲,主要开展了以下两个方面的工作:第一部分工作中,以胆固醇衍生物(Chol-OH)为稳定剂、以硅烷化试剂(GPTMS)为油相,以水为水相制备了稳定O/W型乳液,在氨气的氛围下GPTMS发生水解-缩合形成氨基功能化有机硅块材。在此基础上,对材料进行了 SEM、N2吸脱附、EDX和XPS的表征,SEM测试表明有机硅材料具有丰富的孔道结构,而且可通过乳液组成的改变来调节材料的孔道结构,EDS和XPS测试结果显示材料表面富含-NH2基团,表明多孔结构的形成和氨基功能化可一步实现。在此基础上,所得多孔材料可有效吸附水相中Cr6+,考察了水中Cr6+初始浓度、水相pH、吸附剂用量、吸附时间对吸附效率的影响,实验结果表明在pH=2时吸附量最大,可达94%,最佳的吸附剂用量和吸附时间分别是3 g/L和6 h。最后,进一步实验证明,通过5cm该材料柱吸附后,lg多孔有机硅材料可将4.25 kg的200 μg/L Cr6+水溶液的浓度降至50 μg/L(达到排放标准)。通过吸附等温线和动力学拟合,结果表明吸附为Langmuir吸附,即单分子层的吸附和二级动力学。更重要的是,通过HC1和HCOOH溶液中处理吸附Cr6+的多孔材料后,材料可实现5次高效循环利用。第二部分工作中,以Chol-OH修饰的石墨烯(GO)作为稳定剂,以亲水离子液体(IL)和环己烷作为两相可获得稳定IL/环己烷型乳液,引发聚合后获得PIL@GO多孔材料,并向体系中引入丙烯酸制备了 PIL@GO-COOH多孔材料。SEM测试表明材料呈现直径在100μm以上的多孔微球。研究结果证明,当丙烯酸含量超过20%时,乳液就被破坏,相应微球的结构也难以保持。因此,本工作中制备了丙烯酸含量为0%,5%,10%和15%的多孔微球,并将其用于水中低浓度有机污染物2-萘酚,1-萘胺,双酚A的吸附实验。吸附结果表明,丙烯酸的加入有助于提高微球材料的吸附效率,吸附量随着丙烯酸含量的增加而增加。其中,PIL@GO-COOH对1-萘胺的吸附效果是最好的,当丙烯酸的含量为5%时达到了最大吸附95%,当丙烯酸的含量为10%时几乎达到100%的去除效率。对2-萘酚和双酚A而言,含15%丙烯酸多孔微球的吸附效率最高,分别为85%和92%。