溢油事故导致环境问题频发,开发特殊性能的油水分离材料迫在眉睫,简易制备低成本磁性油水分离材料是解决这些问题的有效途径。本文以商用聚氨酯(PU)海绵为基底,以硬脂酸(SA)、正钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)、月桂酸(LA)和四氧化三铁纳米颗粒为主要改性剂,用浸泡法制备了磁性超疏水海绵和pH值响应的磁性海绵并研究了这两种复合海绵的油水分离性能,主要的研究内容如下:一、磁性超疏水PU海绵的制备及性能研究利用贻贝蛋白的粘附特性,通过多巴胺的自聚合在海绵表面形成聚多巴胺(PDA)膜,将四氧化三铁纳米颗粒固定在PU海绵的三维骨架上。然后,将磁性PU复合海绵浸泡在SA中形成一层低表面能聚合物。制备的超疏水磁性海绵具有超疏水性和磁性能。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对修饰前后的海绵的形貌、表面组成进行表征。然后,对该磁性复合海绵的磁性能进行了研究,结果表明,在外加磁场的作用下吸油后的海绵可以定向移动。对磁性复合海绵的油水分离性能进行了测试,结果表明它可以从水中分离出多种油和有机溶剂。另外,该磁性超疏水海绵在真空泵系统的帮助下,可以连续地从水中分离出大量的油,且通过多次循环实验后,仍保持了良好的疏水性和吸油能力。二、pH值响应的磁性海绵的制备及性能研究。以商用PU海绵为基础,用四氧化三铁纳米粒子赋予海绵磁性能,然后在Fe3O4/LA-TiO2悬浮液中进行浸泡,制备得到了pH值响应的磁性复合海绵,通过SEM、FTIR、XPS、EDS以及XRD对海绵的形貌和表面成分进行表征。改性后的pH响应海绵具有在不同的pH值条件下实现超疏水/超亲油性和超亲水性/水下超疏油性之间切换的性能。在pH=7时,该海绵具有超疏水性/超亲油性,可用于油水混合物中油的分离;在pH=12或更高时pH值响应海绵表面为超亲水性和水下超疏油性,用于油/水混合物中的水分离。该海绵同样具有良好的磁性,在外加磁场的作用下可以定向移动。在油水分离实验中,具有良好的分离效率和可循环利用性,且适用于多种有机溶剂和水的分离。本文所制备的磁性复合海绵以具有多孔结构的PU海绵为基底,因其自身可以储藏大量的油而为油水分离提供了天然的优势,故所制备的复合海绵不仅吸油效果好且可对大量油水混合物进行连续分离。在吸油达到饱和后,可利用外加磁场快速方便地回收,。此外复合海绵的制备方法与近几年文献报道的方法相比,有如下几个优势:实验条件温和,不需要高温真空环境,能耗低;油水分离操作简易、重复性好;制备路线简单、成本低廉;环境友好。所以,其在油水分离领域具有潜在的应用价值。