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近年来,海上溢油、有机化学品泄漏、工业油性废水直接排放等事件日趋频发,已对生态环境和人类健康造成极大的危害。如何高效、环保地治理油性污水已经成为亟待解决的难题,受到科学界和工业界的广泛关注。目前处理油性污水的常用方法主要包括重力沉降、吸附、浮选、原位燃烧、分散剂、生物修复等,但这些方法大多成本昂贵、操作繁琐,且可能会造成二次污染。具有特殊浸润性的吸附材料由于具有环境友好、分离效率高、操作简单、能耗低等优点,逐渐成为油水分离领域的研究热点。其中,聚合物基多孔整体材料凭借自身低密度、高孔隙率、大比表面积、三维连通多孔结构、疏水亲油等特点,作为吸附剂展现出许多优良的油水分离性能如油水分离选择性好、饱和吸附容量高、吸附速率快等,在众多油水分离材料中脱颖而出,应用前景广阔。本文首先采用热影响非溶剂诱导相分离法(Thermally impacted nonsolvent induced phase separation,TINIPS),制备出具有微纳米分级结构的醋酸纤维素(Cellulose acetate,CA)多孔整体材料。利用扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪、全自动压汞仪、接触角测定仪等试验仪器对CA多孔整体材料的微观结构和油水分离性能进行了表征与分析。研究结果表明:(1)CA多孔整体材料的微观形貌呈现一种新颖的微纳米分级多孔结构。在微米尺度下,材料是由大量珊瑚状粒子堆积而成,粒子间形成三维连通的孔隙,粒子尺寸范围在4-20μm之间随机分布,孔尺寸范围3-25μm。在纳米尺度下,这些珊瑚状粒子具有巢状多孔结构,由纳米纤维搭接构成;(2)CA多孔整体材料的水接触角为147~o,油接触角为0~o,拥有高疏水超亲油特性。因此,材料可以对水中的油/有机溶剂进行选择性分离,不同油和有机溶剂的饱和吸附容量达到自身重量的6.59-15.03倍;(3)CA多孔整体材料在经过10次循环吸附测试后仍能保持较强的吸附能力;(4)CA多孔整体材料在不同p H值(1-14)、温度(0-70 ~oC)以及液体剧烈扰动环境中,表现出稳定的疏水和油水分离性能,展现出极佳的环境适应性。然后,为了进一步提升多孔整体材料的性能,在TINIPS制备工艺中引入羧基化多壁碳纳米管(Carboxylated multi-walled carbon nanotubes,OMWNTs),制备出超疏水CA/OMWNTs多孔整体材料,并对材料的结构和性能进行了研究。研究结果如下:(1)相比于纯CA多孔整体材料,CA/OMWNTs多孔整体材料的微观形貌发生了显著改变。材料形貌整体呈现由纳米纤维簇构成的三维连通网络结构;(2)OMWNTs的加入(0.5-2 wt%)能够明显改善多孔整体材料的疏水和油水分离性能。当OMWNTs含量为1.5 wt%时,CA/OMWNTs多孔整体材料的性能最佳,水接触角为155~o,不同油/有机溶剂的饱和吸附容量达到自身重量的7.39-19.84倍;(3)CA/OMWNTs多孔整体材料在不同p H值和温度条件下仍能保持优良的油吸附性能,表现出优异的环境适应能力;(4)借助泵辅助吸附装置,CA/OMWNTs多孔整体材料能够对油水混合物进行连续、快速的选择性分离,分离效率高达99.2%。