随着经济的发展,在工业生产和人们日常生活中排放了类型多样和数量庞杂的有机污染物。此外,环境事故时有发生,例如漏油等问题导致油与水体混合,对水环境造成严重污染。如何从水中选择性地去除有机污染物以及油水分离已经成为人们迫切需要解决的环境问题。(超)疏水材料在油水分离中有重要应用,通过吸附或膜分离将油从水中直接移除具有重要价值。介孔二氧化硅纳米材料具有独特的纳米结构,比如规整的孔道结构,高的比表面积,稳定的化学和机械强度,良好的生物相容性和易于表面功能化修饰。借助于介孔二氧化硅纳米材料易于官能化的特点,将有机基团引入介孔材料,形成有机-无机杂化的介孔材料,使其更多地应用于吸附分离和膜分离等领域。本文将介孔二氧化硅用氟碳链修饰,制得氟官能团化介孔二氧化硅,借助于氟碳链的亲氟性实现了对含氟化合物的选择性吸附,并将氟官能团化介孔二氧化硅与含氟丙烯酸酯混合制备成膜,实现了油水膜分离和乳液膜分离。主要研究内容如下:1.在阴离子表面活性剂十二烷基肌氨酸钠(Sar-Na)和共结构导向剂3-氨丙基三甲氧基硅烷(APMS)的作用下合成了球形介孔二氧化硅(AMS),采用离子交换法除去AMS中的表面活性剂得到氨基介孔氧化硅(AMS-NH2),在AMS-NH2表面依次嫁接了异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和1H,1H,2H,2H-全氟-1-辛醇(C6F)得到氟官能团化介孔二氧化硅(ANIC)。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、TG-DTA、XPS、接触角测试以及N2吸脱附综合表征了合成样品的结构和性质,研究了ANIC对水溶液中痕量2,2,2-三氟乙醇(TFE)和一些纯有机物的吸附能力。结果表明,合成的氟官能团化介孔二氧化硅具有丰富的介孔结构和很强的疏水性,其对TFE的平衡吸附量约为165.3 mg/g,并且对氢氟醚HFE-7200具有较高的吸收量,达到11.8 g/g,体现出介孔SiO2氟官能团化后显示了亲氟选择性。2.将氟官能团化介孔二氧化硅(ANIC)分散到含氟丙烯酸酯(PFHI)溶液中,通过滴涂法分别在尼龙6(PA6)膜和不锈钢网(SS)上制备了氟官能团化介孔二氧化硅/含氟丙烯酸酯(ANIC-PFHI)膜。采用SEM、ATR-FTIR和接触角测试综合表征了复合膜的结构和性质,考察了复合膜被污染后的自清洁能力和在不同温度下固化后的疏水性。结果表明,膜表面平整且具有丰富的孔洞,同时具有超疏水超亲油的性能,ANIC-PFHI复合膜具有优异的防污性能和热稳定性。研究了复合膜的油水和乳液分离效率(η),ANIC-PFHI/PA6和ANIC-PFHI/SS膜均具有高效的油水分离效率,且经过5次油水分离后,η仍分别保持>97%和>98%;ANIC-PFHI/PA6膜不具有持续地乳液分离的能力,而ANIC-PFHI/SS膜对于1,2-二氯乙烷、正己烷、HFE-7200、三氯甲烷和甲苯这五种有机物与水混合制备的油包水乳液均具有良好的分离效率,η分别为97.3%、82.3%、91.5%、95.9%和84.8%。