本研究以生物质浒苔为主要原料，分别采用水热-冷冻铸造和热解碳化技术制备出不同类型的浒苔基气凝胶，用于溢油清理和油水分离。探究不同制备条件对浒苔基气凝胶结构和性能的影响，筛选出最佳性能的样品。利用现代仪器对样品进行表证分析，明确样品改性前后变化规律。结合含油废水的物理化学特性，评估浒苔基气凝胶在不同油/水环境中的处理效果，揭示其吸附机理和分离过程，为浒苔在溢油清理和油水分离领域的应用提供理论基础和技术支撑。具体工作如下:
　　(1)以浒苔为主要原料，辅以氧化石墨烯，通过水热-冷冻铸造法合成出双亲性浒苔/石墨烯气凝胶(EGA)，用于有机污染物的吸附和油水分离。以密度和接触角为指标，探究浒苔投加量和冷冻温度对材料的影响，确定浒苔/石墨烯气凝胶最佳制备工艺:氧化石墨烯与浒苔质量比1∶0.5，冷冻温度-50℃。接触角实验表明，浒苔/石墨烯气凝胶的界面润湿性可以通过浒苔投加量和冷冻温度控制，在最佳制备条件下，水接触角27°，油接触角0°。压缩实验表明，浒苔的柔性结构有助于EGA回弹性能的提高，通过应力-应变曲线观察到，EGA在70％应变下的最大应力为421Kpa，具备优异的机械性能。EGA对各种油和有机溶剂的吸附试验表明，EGA对常用的油及有机产品有较好的吸附效果，吸附能力是自身重量的68-200倍，最高吸附量为200g/g。通过动力学研究可知，EGA具有较高的吸附速率，对于氯仿等低粘度有机溶剂(η≈0.96cP)，仅在5s内达到吸附平衡。由于EGA多孔结构和双亲性质，EGA可以有效地捕获水溶性污染物，通过氢键和静电作用实现染料(孔雀石绿、亚甲基蓝和甲基橙)脱色，对上述染料的饱和吸附量分别为574mg/g、322mg/g和76mg/g。由于EGA的油下超疏水性以及毛细管效应，EGA经油润湿后可以实现油包水乳状液的有效分离，液滴平均粒径由3000nm缩小至100nm左右。
　　(2)以生物质浒苔为原料，磷酸二氢铵为改性剂，采用冷冻铸造和低温碳化相结合的方法合成超疏水浒苔/磷酸二氢铵气凝胶(ADP-EP)，用于溢油清理和油包水乳液破乳。研究发现，浒苔/磷酸二氢钠最佳比例为1∶0.2，密度仅为6mg/cm3，区别于常规的高温(800℃以上)碳化疏水改性，ADP-EP气凝胶在碳化温度200℃下可实现疏水改性，接触角为140°。最佳制备条件下的ADP-EP孔隙丰富，孔结构大多为介孔，总比表面积为178.8m2g-1。ADP-EP气凝胶具备优异的机械性能，10次压缩循环后，塑性变形可忽略不计(约为1％)，应力降低10％左右。由于超低密度和亲脂性，ADP-EP对常见油品的吸附能力是自身重量的62-140倍。值得注意的是，气凝胶对于高粘度高密度油的吸附量最高，其中花生油(η≈10cP)的吸附量135g/g，四氯化碳(ρ=1.595g/cm3)的吸附量为140g/g。超疏水ADP-EP气凝胶作为油品吸附剂，根据吸附质沸点的差异分别采取热蒸馏和压缩的回收方式，10次循环后，其吸附容量仍保持稳定。基于气凝胶所具备的超疏水/油下超疏水的性质和孔径引起的筛分效应，ADP-EP气凝胶可以分离不同种类的油包水乳状液。