作为油气储层的主要类型之一,页岩的岩性、吸附和应用研究越来越受到关注。吸附是页岩研究的重点,一方面,油气分子往往是以吸附的形式储存于页岩中,其动态吸附特征的表征与评价是页岩勘探和提高页岩采收率的基础,另一方面,页岩的吸附特性为页岩这种低成本资源作为吸附类材料奠定了基础,使得页岩有望应用于污水处理、油水分离等领域。鉴于页岩吸附性的重要性以及页岩的潜在应用,本文利用X射线衍射、扫描电镜等方法表征页岩的成分、结构信息,利用太赫兹光谱、斜入射光反射差等技术探测页岩的吸附性和动态吸附过程,建立了动态吸附模型。在此基础上,利用不同热处理工艺对页岩进行处理,重点利用热处理的加热温度和冷却速度对页岩的吸附性进行调制,明显提升了页岩的吸附效果,探索出了制备页岩吸附材料的最优条件,并利用吸附性能得以调制后的页岩,进行油水分离的应用探索,证明了页岩吸附材料应用于油水分离领域的可行性。通过本项研究得出了以下结论:1、通过太赫兹时域等光谱表征了页岩对水分子动态吸附过程,得到了页岩吸附水分子太赫兹时域光谱幅值随时间的变化规律,基于此建立了太赫兹-双指数模型,定量表征了水分子在页岩中吸附、扩散中的快过程和慢过程的速率参数,对比了不同温度页岩开始吸附时间,高温段热处理后页岩具有较好的吸附性;2、基于热处理方法在调制材料组织、结构、性能方面的特点,对页岩进行热处理,即将页岩加热到一定温度,保温一段时间,并冷却至室温,利用冷却至室温的页岩样品进行后续吸附和性能测试。通过改变加热温度和冷却速度,对页岩吸附性进行调制。结果表明,随着加热温度的升高,经热处理后的页岩,其对水的吸附量逐步增加,在～1000℃达到最佳,此时页岩中析出Ca O、Mg O等氧化物颗粒,且有机质已全部发生热解,页岩亲油性降低,亲水性增大。冷却速度对页岩吸附性的调制研究结果表明,冷却速度过快或过慢,页岩吸附性均受到影响,在空气中冷却获得最佳吸附性的页岩材料,此时析出的氧化物颗粒尺寸细小、密集分布,说明吸附性不仅与亲水性有关,还与氧化物颗粒的尺寸和分布相关;3、将1000℃加热并在空冷条件下得到的页岩吸附应用于油水分离,使页岩在油水混合物中选择性吸附水,并利用太赫兹光谱和紫外可见分光光度法监测吸附过程。结果表明,经页岩吸附后的油水混合物的太赫兹吸收（对水强吸收）和可见光吸收（对油强吸收）明显减小和增大,均证明油水混合中含水率明显减小,调制后的页岩吸附材料可应用于油水分离。