随着经济全球化的发展,石油海运成为各国之间经济往来的重要途径之一,伴随海上运油量的增长,海面漏油也频繁发生,如处理不当,会对生态环境造成巨大危害。目前,在油污处理的各种方法中,物理吸附法因其高效、可回收、不会造成二次污染等特点,被认为是最有潜力的油污处理方法,但现存的吸附剂存在循环效率低、吸附能力不高、对高粘原油失效等不足。因此,为了解决水面油污处理的问题,急需合成出具有高吸油率、可重复利用、环境友好、低成本的吸附剂材料,同时开发一种适用于吸附高粘度油污的方法。此外,鉴于吸附剂多为高孔隙率的多孔介质,开展多孔介质的内部流动特征的研究以及润湿性、驱替速度等对驱替流动的影响研究有利于揭示吸附剂吸附油污的机理,从而提高吸油速率和吸油能力。主要研究内容如下:对于多孔介质吸附剂的制备,首先采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)溶液,然后以三聚氰胺泡沫为基底(Melamine Sponge,MS),通过浸润及HI热还原的方法制备石墨烯包覆的三聚氰胺泡沫(rGOMS)吸附剂。利用扫描电镜、拉曼光谱等对其进行形貌、成分表征,并进行疏水性和光吸收性能测试,发现rGO-MS吸附剂为疏水亲油材料,且由于表面石墨烯的作用,使其具有良好的光热性能,太阳光吸收率可达到91%。在太阳能强化rGO-MS吸附剂吸油的实验研究中,首先进行多孔介质内液体渗透率的理论分析,结合硅油在不同温度下的热物性测试结果,分析温度对油污在多孔介质内扩散的影响机理,发现较高的温度可以降低油的粘度,进而提高吸附速率。随后,设计并搭建油质吸附实验台,通过引入太阳能强化吸附剂对高粘原油的吸收性能。进一步的实验结果表明,该吸附剂有较强的吸附能力和回收能力,可循环使用多次,太阳能对油的吸附有明显的促进作用。对于多孔介质内部的渗流模拟,首先采用随机四参数生长法(Quartet Structure Generation Set,QSGS)建立多孔介质物理模型,并对其进行优化。随后,采用格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann Method,LBM)Shan-Chen多相流模型进行驱替流动模拟,研究Re数、气液表面张力系数和润湿性对驱替效果的影响。发现选取合适的驱替速度和增加吸附剂对驱替相的润湿性可提高驱替效率,但气液表面张力系数对驱替效率影响较小。