随着工业化进程的加快,全球对化石能源的需求日益增加,全球范围内的能源危机和环境污染问题越来越严重;作为石油化工的主要产品之一,柴油是目前应用较广泛、燃烧动力值较大的一种大众液体能源燃料。然而,柴油在使用过程中时有泄露事故,燃烧效率低,易产生积碳、有害气体及颗粒污染物等,引发环境污染状况,造成极大的能源浪费和环境污染,因此节能减排和环境保护一直是世界性的经济、社会与环境主题。纳米材料因其独特的微观结构、高比表面积和环境友好的性质,在提高能源利用率以及环境污染治理方面,具有其他物理、化学和生物材料无法企及的优点。近年来,科学家们研发了一些纳米材料用于改善能源利用率和环保问题,但其制备过程复杂、周期长、成本高,实际效果并不理想,而高能电子束辐照技术和疏水改性修饰,具备简便高效并可大量推广的优势,因此在纳米材料制备方面备受关注。本论文基于对纳米材料利用HEEB辐照技术和无机修饰改性,得到不同的功能化复合材料,并将其应用于提高锅炉中柴油燃烧效率,收集水体和土壤中的柴油。本论文的主要研究内容安排如下:1.选择高比表面和高表面活性的凹凸棒土为原材料,利用HEEB辐照技术,通过热运动、电荷和物理冲击效应将ATP棒状体分散转化为微/纳米网络结构,提高凹凸棒土的分散性并增大其表面势能,借助ASO和APTES进一步脱醇作用修饰改性制备新型纳米复合材料HA30-APTES-ASO(HAAA)。研究结果表明,纳米网络状结构的HAAA将柴油分子吸附在其比表面积巨大的表层结构上,有利于柴油分子与氧气充分接触,极大地提高其燃烧效率。同时,HAAA可以增大燃烧产生的飞灰粒径,减少飞灰总产量,并降低气体排放量,这将有利于减少PM2.5;且收集到的燃烧余烬,以其高比表面积能够有效去除水体中的Cd2+。2.利用三聚氰胺海绵为基材,通过ASO和APTES的硅烷化作用,可以快速便捷合成一种新型疏水亲油的纳米复合材料NSP。研究表明,经过ASO和APTES的疏水修饰,增大了原海绵的孔隙率,提高了与柴油的接触面积,从而能够吸附更多的柴油。通过实验验证,NSP可以有效抑制柴油在沙子中淋溶和纵向迁移效果,高效吸除土壤和水体中的柴油,降低环境中的柴油浓度,减少柴油迁移、扩散和蒸腾作用,有效降低环境中柴油污染对人及动植物的毒害作用。