由于化学物质泄漏和溢油造成的水污染事件频繁发生,油水分离受到了广泛的关注。水中的油类和有机污染物会导致水中溶解氧的减少,严重影响水生生物的正常生长,进而破坏水资源;同时含油污水中的致癌物质会被鱼类和贝类富集,通过食物链危害人类健康。相反,当油品中含有微量的水时,会对油的理化性质产生很大的影响,导致油的品质下降,加速油的氧化,降低油的润滑性能和燃烧性能。此外,水中存在微量的油或油中存在微量的水都很容易形成稳定的水包油(O/W)或油包水(W/O)乳液,使得油水分离过程更加困难。因此油水分离技术在保障水源环境和油品品质中具有重要的意义。在众多的油水分离技术中,应用超浸润界面材料进行油水分离,因其所具有的高选择性、高分离效率和高回用性而备受关注,这种特殊材料在实际应用中可以克服传统的油水分离方法所存在的吸油能力差、油品不易回收和材料耐用性差以及二次环境污染等缺点。本论文针对上述问题,制备了具有特殊浸润界面的油水分离材料,实现了高选择性吸油、乳液快速分离和功能性材料的循环利用。研究结果对开发环境功能性材料具有重要的实际应用价值和意义。主要开展了以下几个方面的研究:首先以疏水性的玻璃岩棉GW为基体,利用多巴胺在碱性条件下氧化自聚形成聚多巴胺(PDA)的性能,对玻璃岩棉进行表面修饰以提高基体的粗糙度,再采用化学气相沉积法在上述材料界面引入低表面能物质聚二甲基硅氧烷PDMS后,获得了超疏水/超亲油的复合材料GW@PDA@PDMS。系统的研究了GW@PDA@PDMS复合材料的特殊性能,发现通过PDA构造的微/纳米结构和PDMS进一步降低材料的表面能,使得GW@PDA@PDMS复合材料的水接触角超过156o,油接触角为0o,是典型的超疏水/超亲油材料。此外,GW@PDA@PDMS具有良好的化学稳定性和耐油性,更重要的是具有选择性吸油性能和高效的油水分离性能,同时这种材料还可以循环利用,是用于非混相油水分离的理想材料。其次以亲水性的玻璃纤维膜FG为基体,基于多巴胺在玻璃纤维膜表面自聚合形成聚多巴胺薄膜的特性,制备了玻璃纤维/聚多巴胺FG@PDA复合过滤膜。利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热分析仪和接触角测试仪等分析了样品的形貌、结构、化学组成、热稳定性和表面浸润性。以甲苯、1,2-二氯苯和二苯醚为模拟含油乳液,以亚甲基蓝、甲基紫和二甲酚橙为模拟染料,考察FG@PDA分离水包油乳液和吸附去除可溶性染料的性能。分析表征结果表明:聚多巴胺修饰的玻璃纤维膜FG@PDA具有水下超疏油性能,与三氯甲烷液滴的水下接触角超过162o。乳液分离性能测试结果表明:FG@PDA对含甲苯、1,2-二氯苯和二苯醚等模拟乳液的分离效率超过98%;对含亚甲基蓝、甲基紫和二甲酚橙等模拟染料的吸附去除效率超过90%。同时通过动力学研究,发现准二级动力学方程更适合描述FG@PDA膜对水溶性染料亚甲基蓝MB吸附过程。最后探讨了分离乳液和吸附染料的机理,认为FG@PDA膜对水相和油相的不同浸润性能是其有效分离水包油乳液的主要原因。最后,以水下超疏油的FG@PDA材料为基体,采用气相化学沉积法在其表面引入低表面能物质PDMS,通过研究化学气相沉积时间与表面浸润性的关系,获得了超疏水/超亲油FG@PDA@PDMS复合材料。系统的研究了材料的表面形貌、化学组成和浸润性能;同时还研究了FG@PDA@PDMS分离油包水型乳液的性能、吸附油溶性染料油红O的动力学;探讨了其分离油包水型乳液的机理。结果表明,FG@PDA@PDMS复合材料的水接触角超过152o,同时具有良好的乳液分离效率和吸附染料的性能,同样对油溶性染料油红O的吸附过程更符合准二级动力学模型;FG@PDA@PDMS复合材料分离乳液的机理主要是特殊的浸润性能和聚结分离作用;对染料的吸附主要是表面所具有的大量含N、含O基团对具有表面正电荷染料静电作用。