随着社会的发展,人们生活水平的提高,环境问题也随之越来越严重,尤其是水资源污染问题。水污染中有一部分是由于油品混入水中,这就需要将油和水分离。以商业化海绵为基体的三维网状结构的超疏水/超亲油材料是一种高效的油水分离材料,具有廉价、易大规模生产等优点,并且受到人们的广泛关注,比如,聚氨酯(PU)海绵、密胺(PMF)海绵为典型代表。超疏水海绵的主要制备方法是在海绵表面生长纳米颗粒并修饰低表面能物质。然而在实际的制备过程当中存在纳米颗粒与海绵表面结合不牢、分布不均等缺点。为了使海绵具有更好的超疏水性能,本论文通过重氮化学法对海绵表面进行高效有控修饰,引入特定功能基团,创造纳米粒子生长的理想表面环境。由于纳米粒子能与海绵发生特定的相互作用,因此,本论文在海绵表面负载的纳米粒子在海绵表面分散均匀,且结合牢固。因而制备的超疏水海绵具有良好的油水分离性能及优秀的循环使用寿命。通过合适的分子设计,本论文合成制备双芳基卡宾前驱体4,4’-二甲氧基二苯基重氮甲烷和系列芳基重氮盐。通过双芳基卡宾对海绵表面的活化和芳基重氮盐的修饰,在PU海绵上分别引入羧基和磺酸基团。采用红外光谱、XPS表征了重氮基表面处理试剂对PU海绵的修饰效果。利用在海绵表面引入羧基和磺酸基对Zn O纳米晶粒的强吸附作用,采用低温水热法将Zn O纳米棒负载至海绵表面。研究海绵表面功能基团对Zn O纳米棒生长和分布的影响和规律。研究了超疏水PU/Zn O复合海绵的油水分离性能,实验结果显示初次能吸收相当于自身重量22倍的己烷和25倍的食用油。循环使用5次后仍有很好的吸油能力。为了进一步扩展重氮基表面处理试剂的应用范围,本论文通过重氮化学法在PMF海绵表面引入巯基官能团,研究了对PMF海绵的修饰效果。利用Ag+与巯基的键合作用制备了Ag种子海绵,并且以Ag种子为生长中心,在海绵表面均匀生长了银纳米粒子。采用SEM、XPS、红外光谱表征了海绵表面银纳米颗粒的组成和分布,研究了银种子对银纳米颗粒生长和分布的影响。通过在复合海绵表面修饰十八烷基硫醇制备了超疏水PMF/Ag复合海绵.研究了复合海绵的油水分离性能,试验结果显示,复合海绵初次能吸收相当于自身质量35倍的己烷和43倍的食用油,在经过5次循环使用后还能吸收31倍左右的己烷和食用油。在银种子海绵的基础上,以银种子为生长中心,原位还原生成铜纳米粒子,制备了PMF/Cu复合海绵。铜纳米粒子以银种子为生长中心在海绵表面分布均匀、密集且牢固。经十八烷基硫醇修饰后,获得超疏水性能。对超疏水PMF/Cu复合海绵的油水分离性能进行了测试,实验结果显示,复合海绵初次能吸收相当于自身质量29倍的己烷和38倍的食用油,在经过5次循环使用后吸油能力依然很好。经过本论文的研究工作,显示了重氮化学法能在海绵表面可控、高效引入特定官能团的优点,揭示了海绵表面的功能基团对纳米粒子生长和分布的影响。对推动表面处理技术及界面科学理论的发展,具有重要的理论和实际意义,同时促进了油水分离材料的制备和应用。