随着越来越多的油田被发现，石油开采工作在世界各地展开，海洋油田也得益于技术的进步而被广泛开采。不过，漏油问题仍然是伴随着油田开采的一个重要问题，相信十年前墨西哥湾钻井平台漏油事件带来的环境问题仍然让很多人觉得油田开采过程需要得到更加完备的防漏油措施。

此前，俄罗斯的托木斯克理工大学与法国的里尔大学就针对水中原油的吸附问题联合开发了一种新型材料。这是一种聚氨酯海绵，它具有超疏水性，在防水的同时又可以快速吸附石油分子。

选择性吸附是一个紧要问题，由于科研人员采用的是普通的聚氨酯家用海绵，他们在如何令其在油水混合物中实现仅吸油而不与水相发生作用的问题上进行了多次试验。

他们先是将海绵置于含有重氮盐的水溶液中并加热至60℃，这一过程中产生的活性自由基对海绵发生侵蚀作用，并在海绵表面形成同时具有疏水性和油敏感性的新有机基团。而后他们又选择在海绵的结构中加入了铁纳米粒子，使其对非极性分子的敏感性增加。

科研人员通过使用不同稳定度的水油混合乳液对该海绵进行测试，其结果都展现出海绵理想的吸附效果，并且经过重复使用也并不折损其本身的吸附能力。

实际上，使用海绵材料来实现水油分离已经成为科学界的一种共通的思路：

硅烷分子吸附型海绵

早年间，在美国阿贡国家实验室的科研人员就已研究出了一种名为oleo sponge的新型海绵，据悉，他可以吸附超过自身重量90倍的原油。这种海绵的基础材料也是常见的普通聚氨酯海绵，通过连续渗透合成(sis)技术，在海绵内创建了一层薄的金属氧化物“底漆层”，然后将亲油的硅烷分子附着在这一层上，使得海绵具有吸附油的能力。

经过实地测试，该材料展现出较为理想的吸附效果，可通过物理挤压祛除油类之后重复使用，具有很好的可操作性。但是目前的实验结果仅表示在普通环境下该海绵的应用效果，可以一定程度上缓解近海的石油泄漏问题，不过在深海高压环境下是否仍能保持其性能尚无定论。

纳米晶硅吸附型海绵

前不久，多伦多大学与伦敦帝国理工学院的研究人员也开发出了一种类似的海绵工具。在这一项目中，使用了一种包含纳米晶硅颗粒的涂层，对聚氨酯泡沫的质地、化学性质以及电荷进行了改变，由此使聚氨酯泡沫可用应用的酸碱度范围值拓宽，在保持相对稳定的吸附力的情况下适应不同的吸附环境。

这种海绵主要应用于工业废水的过滤，水在滤过海绵时，纳米晶硅颗粒会产生吸附油类的作用，并在海绵表面形成涂层，再经由溶剂处理将油萃取出，便又可投入使用。科研人员表示：“尽管我们的海绵为净化工业废水而设计，但是在淡水或海洋条件中使用也可以用来改善未来因污染泄漏而带来的环境问题”。

聚硅氧烷木材海绵

此前，中国林科院木材改性研究团队以天然可再生木材为原料，针对油水分离技术开发了一种新型的木材海绵吸附材料。科研人员以低密度的轻木为原料，通过化学手段将木材细胞壁中的木质素与半纤维素有序剥离出来，保留下纤维素骨架，再经过冷冻干燥处理制备出具有低密度、高孔隙度层状结构的木材海绵。在木材海绵的纤维素骨架表面，科研人员利用气相沉积法为其添加了一层聚硅氧烷涂层，以获得疏水亲油特性。

据悉，该材料具有高弹性，即使经100次循环压缩试验，其回弹率仍可保持在99%，吸油量可以达到自身重量的41倍，仅通过物理挤压手段就可以对油类进行回收。该种吸油海绵的制备案例也为木材基吸油材料在水油分离领域提供了成功的思路。

结语：可以看出，海绵材料在水油分离领域中，具有颇为理想的实践性，其中以我们日常生活中常见的聚氨酯海绵展开的科学研究更为活跃。水油分离技术在许多方面都有应用，而在此基础上，针对于其他杂质与水的分离技术也可以由此获得灵感，比如采矿业、纺织业、天然气业等，这些产业产生的废水将有望使用更具效率和绿色的处理技术，而这也将为环境保护和污染治理提供新的思路。

资料参考：环球聚氨酯网、中国科学报、cnbeta、中国绿色时报

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