随着溢油事故的频繁发生和工业废水的日益增多,给环境带来了严重的问题,油水混合物的分离也因此成为研究人员研究的热点。可是,油水乳状液的分离仍然是一个棘手的问题。近年来,受到莲花润湿行为的启发,研究人员开发了各种生物启发的超润湿表面和界面。当然,超润湿表面也被认为是有希望的油水分离候选者。然而大部分超润湿表面材料只能单一的分离水包油乳液或者油包水乳液,为此,近来出现了大部分刺激响应型的材料与Janus膜材料,这样的材料可以同时实现水包油乳液的分离与油包水乳液的分离,但是实现这样的效果对于前者需要额外的外界能量刺激,比如光照响应、氨气响应、加热响应等,对于后者则需要膜材料两面对称性的精心设计。因此,无需外界能量刺激和精心的设计便能实现水包油乳液的分离与油包水乳液的分离是一种更为理想的模式需求,近年来,也出现了一种液下双重疏液(同时实现水下疏油与油下疏水)特殊表面润湿性材料,这样的材料能实现这样的功能。在此文中,我们使用了简单的方法与低成本原料便实现了材料表面液下双重疏液特性以同时实现水包油乳液与油包水乳液的分离,应对复杂的油水体系,膜材料还具备其他的水处理应用功能。首先,结构中含有亲水性氮组分与亲油疏水共轭结构的聚吡咯成为我们的研究对象,在此我们使用了一种简单的气相聚合方法原位制备了聚吡咯包覆纤维素的改性膜,其中以六水三氯化铁作为吡咯聚合的氧化剂,具有不同孔径大小滤纸和混合醋酸纤维素膜作为改性膜的基底材料以应对油水分离与油水乳液的分离。这样所制备的聚吡咯改性滤纸膜在水下二氯甲烷的接触角为151.8°,在柴油下水的接触角为155.9°,具备液下双重超疏液的特殊润湿性,与此同时,聚吡咯改性滤纸膜能同时分离轻油-水混合物与重油-水混合物,且重力下油水混合物分离时的通量均大于3000 L·m-2·h-1,且分离效率均在99%左右,聚吡咯改性混纤膜也能同时分离水包油乳状液与油包水乳状液,且其截留率为98%左右。不仅如此,所制备的改性膜具有良好的循环分离效率,还具有一定程度的耐盐与耐酸碱性。尽管如此,废水体系中是复杂的,除了油的存在,其还含有有机染料,由于有机染料结构复杂稳定,分子量大,生物降解性低,即使浓度低,这严重威胁着生态平衡与人类健康,处理污水中有机染料成为人们的当务之急。聚多巴胺作为一种高效吸附剂,可去除污水体系中的有机染料。另外,与聚吡咯具有类似的结构,其成为了我们的研究对象。在我们的工作中,以棉织物作为基底,采用一步法,将铁酸镍微纳米颗粒通过聚多巴胺负载在棉织物上,我们将所制备出的铁酸镍/聚多巴胺修饰的棉织物复合材料进行了 SEM、EDX、XRD和FT-IR测试,再利用接触角测定仪对其表面的润湿性进行测定,此双亲材料在水中二氯甲烷的接触角为153°,在柴油中水的接触角为145°。此外,我们对这样的液下双重疏液材料进行了油水混合物、油水乳状液的分离性能、循环性能以及对亚甲基蓝染料的吸附性能进行了评价测试,均显示出了良好的分离性能与吸附性能。然而吸附剂在使用过程中存在二次污染的缺点,因此,我们引入催化降解的方法希望能解决这样的问题。在此章中,我们将同时具备催化作用与液下双重疏液润湿性的ZnO作为研究对象,一方面其自身作为催化剂能将污染物彻底除掉避免二次污染,另一方面,ZnO作为无机氧化物,具有高表面能,易于各种液滴的铺展,同时也不溶于有机溶剂中,其自身构成的粗糙结构便能阻隔另一不相混溶的液相,最终实现液下双重超疏液。于是我们将ZnO纳米颗粒生长到聚多巴胺修饰的木棉纤维上,所得到的PDA/SC/KFs@ZnO纤维抽滤成膜(PDA/SC/KFs@ZnO膜),这样的自支撑膜其反面在水下油接触角为152.8±0.6°,在油下水接触角为155.3±0.2°,其正面在水下油接触角为158.5°±0.2°,在油下水接触角为155±0.9°,均具有液下双重超疏液的特殊润湿性,其不仅展现了良好的油水分离性能,还展现了一定的连续分离乳液的能力。除此以外,其具有一定的可见光催化降解染料的性能。