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近年来,随着石油化工行业发展,油品和有机溶剂的泄漏时有发生,不仅造成了大量资源的浪费,流入水中还会造成严重的水污染,利用吸油材料处理被油污染的水体是一种快速有效的方法。聚氨酯海绵吸油材料内部似―蜂窝状‖,有丰富的孔道并相互连通,具有高孔隙率、高弹性、低密度等特点,被认为有较高应用价值。因为聚氨酯海绵表面具有亲水性质的官能团,使得海绵吸油的同时也会将水分吸进内部,油水选择性不高,所以需要对其进行疏水改性。本文旨在开发成本低、工艺简单、易于工业化生产的疏水改性方法,制备油水分离性能突出的聚氨酯海绵吸油材料。首先,利用凝胶溶胶法在海绵上构筑ZnO薄膜,再用聚二甲硅氧烷(PDMS)进行表面修饰,最终制得了PDMS/ZnO海绵。通过对溶胶溶液的稳定性、氧化锌涂层的微观形貌、PDMS/ZnO海绵的疏水性能和疏水稳定性分析,确定了溶胶凝胶法在聚氨酯海绵表面构筑薄膜的较佳实验条件为:水和乙醇的体积比为1:9,前驱体浓度为0.075 mol/L,反应温度为60-70℃,十二烷基硫酸钠(SDS)与前驱体质量比为0.01,硅烷偶联剂(KH-550)的体积分数为0.5%,用正己烷溶解PDMS且体积分数为0.4%。其次,通过对纯油吸附实验发现,改性后的海绵对不同油品和有机溶剂的饱和吸附倍率在25-51 g/g之间,油品密度越大的其吸附倍率越大。体积利用率利均在90%左右,海绵内部空间被充分利用。与原始海绵相比,改性后的海绵吸附倍率和体积利用率略有提升,说明改性提高了海绵表面的亲油性。最后,探究了PDMS/ZnO海绵对浮于水面和分散在水中的煤油进行吸附分离研究,在处理浮油体系时,随着水面油膜厚度的增加,海绵的吸附速率加快,单位吸水量减少,单位吸油量增加,所回收的煤油的纯度也随之提高,而且均在99%以上,说明海绵对浮油有优异的分离性能;在处理分散油时,随着分散油质量浓度增大,单位吸水量基本不变,分离效率先升高,当浓度过高,海绵吸附饱和,分离效率会下降,当质量浓度为15 g/L时,油水分离效率高达86.6%,回收的煤油纯度为95.24%。通过海绵重复使用性分析,使用20次分离性能无明显衰减,使用60次后单位吸油量衰减30%左右,说明PDMS/ZnO海绵的循环利用性能良好,可作为耐用性吸油材料来处理油水混合物。