石油是一种重要的自然资源，它的广泛利用促进了社会经济的快速发展，也极大地提高了人们的生活质量。但是在开采、运输和使用的过程中，时常发生的原油及工业含油废水泄漏对生态环境特别是对水环境造成的污染十分严重。因此，研究油水分离的新技术、新方法，对于消除油污染对环境的影响不仅具有重要的学术意义，也具有重要的实用价值。相比于传统的机械抽离、原位燃烧、微生物降解等分离技术，利用多孔吸附材料，如由生物质纤维素制备的生物质碳气凝胶对油水进行分离是目前最受关注的一种新技术。这种新技术所用材料不但成本低、无毒害，而且除油效果好、使用过程中不会造成二次污染。因此，本文着重于利用成本低廉、来源广泛的生物质纤维素作为原料，制备了多种不同类型的生物质碳气凝胶，并详细研究了它们用于油水分离的性能，研究内容主要有以下四个部分。
　　（1）树叶基生物质碳气凝胶的制备及其油水分离性能研究
　　以豆腐柴树叶为原料，通过冷冻干燥处理和高温碳化热解，制备了树叶基生物质碳气凝胶。所制备的生物质碳气凝胶具有较低的密度和优异的疏水性，其三维网络结构能够提供有效的石油传输和存储通道。此外，所制备的生物质碳气凝胶对不同的油类及有机溶剂具有较高的吸附能力（34-68g/g），可通过蒸馏回收所吸附的液体。因此，树叶基生物质碳气凝胶在油泄露回收和环境保护等方面具有很好的应用前景。
　　（2）剑麻复合树叶基生物质碳气凝胶的制备及其油水分离性能研究
　　以豆腐柴树叶和剑麻叶为原料，通过调整两者不同的用量比，采用冷冻干燥和高温碳化热解等方式制备了多种生物质碳气凝胶。实验结果表明，当剑麻纤维素与树叶纤维素的用量比为2∶1时，所制备的超疏水分级多孔碳-200气凝胶（SHPC-200气凝胶）的最大水接触角为158°。此外，SHPC-200气凝胶对不同的油类和有机溶剂均具有很好的吸附能力（77.7-147.3g/g），而且进行十次循环吸油实验后其吸附能力仍保持不变。另外，吸附的油品可以通过简单挤压就能加以回收。
　　（3）分级结构生物质碳@SiO2@MnO2气凝胶的制备及其油水分离性能研究
　　以剑麻纤维素为原料，采用原位生长技术，冷冻干燥和碳化热解等方式成功制备了可压缩、超疏水和多功能分级生物质碳@SiO2@MnO2气凝胶（HBCSM气凝胶）。随着SiO2@MnO2分级结构的加入，HBCSM气凝胶的表面粗糙度得到了有效地提高，同时也改善了其疏水性能，使得所制备的气凝胶在不同pH条件下仍能保持稳定的疏水性（＞145°）,而且能够有效地分离不同的油品和有机溶剂，也可用于分离表面活性比较稳定的甲苯水乳液。
　　（4）二氧化钛纳米棒自组装生物质碳气凝胶的制备及其油水分离性能研究
　　以剑麻纤维素为原料，在水热条件下，通过原位生长在生物质碳气凝胶表面构造了TiO2纳米棒，随后在氢气氛围下进行表面疏水改性。与利用有机硅聚合物进行的疏水改性相比，利用二氧化钛在氢气氛中煅烧改性不会造成二次污染。所制备的纳米复合材料在不同的pH条件下仍具有很好的润湿性，水接触角保持在154°以上。它既能够吸附油品和有机溶剂，也能够有效地分离活性稳定的甲苯水乳液。