研究人员已经成功制备了许多具有超润湿特性的材料用于分离油水混合物,然而这些材料往往存在制备过程复杂、各项操作精密度高以及具有一定毒性等缺点,在一定程度上限制了超润湿材料的发展。本研究中,采用两步浸涂的方法,首先通过多巴胺的粘附作用在海绵的骨架上构造表面粗糙结构,然后以共价键的方式将长链烷基硫醇修饰到材料上用于降低海绵的表面能,制备了具有超疏水超亲油特性的三维多孔海绵(水滴的接触角在156.8±2.5°,油滴的接触角接近0°)。所制备的超疏水海绵具有高孔隙率(>99.2%),低密度(<10 mg/cm3)和三维多孔网状结构,这种特殊的结构能够很好地满足实际吸附油污的要求。通过将海绵与真空泵系统相结合,我们成功设计了一种连续式油类污染物收集装置。并且,该装置能够在湍流、酸性、碱性、盐类以及海水、冰水等恶劣条件下有效收集油类污染物。同时,这种连续式油水分离装置,能够有效避免吸附材料普遍存在的吸附饱和问题。这种具有容易规模化、经济、环境友好等优点的三维超润湿海绵能够在处置含油废水污染以及实际油类泄漏事故方面发挥较大作用。此外,在表面活性剂的作用下,油水混合物容易转化为稳定性高且结构复杂的微乳液,乳化后的液滴直径通常小于20μm,导致油水分离出现很大困难。为了满足乳液分离中对孔径的要求,我们探索了一种新颖且可控的机械压缩方法,有效地控制了超疏水海绵的孔径和三维多孔结构。当油包水乳液注入压缩比为其原始体积90%的三维多孔海绵时,乳液会在材料表面发生破乳,然后油滴迅速润湿海绵,同时水滴被截留在曲折的孔道中。结合三维海绵材料的特殊润湿性和新颖的孔径调节方法,压缩后的海绵能够有效分离各种油包水乳液,仅靠重力驱动,渗透通量可达24500±2000 Lm-2 h-1 bar-1,滤液中油的纯度大于99.97%。这种新型的机械压缩方法,能够为三维多孔材料实现乳液油水分离提供一种通用的方法。