多年来,工业事故造成的石油泄漏给海洋和水生生态系统带来严重损害。如何快速去除和回收漏油而不造成二次污染仍然是一个未解决的问题。高性能的吸油材料的应用目前被认为是最简单、最有效的方法,其中,石墨烯是一种高比表面积、低堆积密度、疏水性、机械强度大、导电性和热导率高的新型二维纳米碳材料,对解决石油污染和吸附问题具有重要的应用前景。利用石墨烯优异的性能自组装设计新型高效吸油材料和改进传统吸油材料是本文的研究方向。本文主要研究内容是:尝试将石墨烯组装成具有发达空隙结构的整体性材料来设计新型高效吸油材料;然后利用石墨烯吸油材料改性传统遇油膨胀橡胶材料使其具备优异的性能。以氧化石墨烯为前驱体,以三聚氰胺-甲醛(MF)微球作为间隔物和造孔剂,利用GO水热还原反应自组装制备了三聚氰胺-甲醛/石墨烯气凝胶(MF-GA)。通过氩气保护高温煅烧,将三聚氰胺-甲醛(MF)微球除去后得到了煅烧/三聚氰胺-甲醛/石墨烯气凝胶(cMF-GA)。通过FTIR、XRD、Raman、BET、SEM、接触角等对其进行了成分,形貌和疏水性进行了分析,并考察了对不同种类有机溶剂和油品的吸附能力。实验结果表明,石墨烯气凝胶(cMF-GA)对各种油品在20 s内可以达到吸附饱和,对丙酮、环己烷、甲苯饱和吸附量达到220 g/g以上,对四氯化碳吸附率是270 g/g左右,对柴油也有230 g/g的吸附能力。同时,该石墨烯气凝胶具有优良的循环利用性能,重复利用10次以后,溶剂回收率仍保持在91%以上。将丁腈橡胶分散在甲苯溶液中,再将一定溶度氧化石墨烯加入溶液中由于极性作用使氧化石墨烯片层能均匀分散在丁腈橡胶中,然后再与丁苯橡胶机械共混制备改性橡胶,通过扫描电镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)对橡胶制品进行表征,发现橡胶在常温和高温吸油性能随着氧化石墨烯的加入有一定提高,而在高温120℃时加入氧化石墨烯的组分保油率明显提高,氧化石墨烯的量为5 mL时力学性能和常温吸油性能最好,随着氧化石墨烯的加入使丁腈橡胶与丁苯橡胶的相容性得到提高。氧化石墨烯与纳米氧化锌共混后改性遇油膨胀橡胶,氧化石墨烯改性纳米氧化锌后橡胶制品的机械性能有一定提升,随着老化时间的推移,橡胶制品由于链锻的断裂和自由基的重组使未加氧化石墨烯的遇油膨胀橡胶拉伸强度迅速降低,而加入氧化石墨烯组分橡胶拉伸强度任然保持为原来的80%以上,同时发现化氧化石墨烯的加入对吸油倍率有一定提高,而且高温120℃时加入氧化石墨烯的组分保油率明显提高,综合考虑氧化石墨烯用量为10 mL时力学、吸油和老化性能最好,DSC-TGA测试也说明橡胶制品的热稳定性能在加入氧化石墨烯后得到提高。