随着全球工业化进程的快速推进，石油和有机化学品泄漏问题给生态环境带来了极大威胁，特别是在水体环境中，油污的扩散不仅污染水资源，还危及海洋生物与人类健康。有效解决油水混合物的分离与回收难题已经成为环保领域的重要课题。近年来，基于生物质材料开发的环保型油吸附剂因其成本低廉、可降解性强以及环保性能优异而受到广泛关注。改性泥炭藓作为一种天然多孔结构的生物基材料，经过合理表面改性后，展现出极高的油吸附能力和选择性吸附特性，将天然材料与先进化学技术结合，实现了高效油水分离的突破。泥炭藓是一类分布广泛的苔藓类植物，拥有丰富的纤维素和木质素成分，天然具备多孔且亲水的表面特性。然而，正是这些亲水羟基基团使其在油水分离中表现出水亲和性强而油亲和性弱，难以实现理想的油水分离效果。
为此，学者们通过碱性氧化预处理和硅烷官能团改性等方法，有效提升其表面疏水性和结构稳定性。改性过程先采用氢氧化钠和过氧化氢对泥炭藓进行碱性氧化处理，去除表面杂质并增加孔隙率，同时暴露出更多活性羟基。随后利用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)进行硅烷化接枝，形成均匀且粗糙的多孔表面层，成功引入大量疏水的烯基功能团及硅氧键结构，从而显著提升疏水性能。经改性后，泥炭藓表面接触角达到157°，远超未改性材料的水润湿角，表现出优异的防水性和油亲和性。这种表面改性不仅改善了材料的亲疏水属性，更增强了吸附剂的热稳定性和机械强度，在高温环境和复杂水质条件下展现出较高的耐久性与复用性能。显微结构分析通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现，改性泥炭藓表面变得更加粗糙且覆盖有均匀的硅氧烷层，有效避免了水分子渗透，增强了油分子的吸附亲和力。
元素分析和X射线光电子能谱(XPS)进一步证实硅元素的成功引入及其与碳氧元素的化学结合，表明表面功能化改性反应的高效和均匀。傅里叶变换红外光谱(FTIR)显示，改性后材料出现了明显的烯基和Si-C键的特征吸收峰，充分证明疏水基团的接枝。热重分析结果表明，改性材料的热分解温度显著提升，具有更强的热稳定性和耐高温性，适合多种复杂工业场景下的油水分离作业。功能优化后的泥炭藓表现出卓越的油吸附性能，经实验室测试，在吸附运行达到平衡状态时，对各种石油类物质（包括原油、机油及真空泵油）的吸附容量达22.756克/克，远远优于传统生物材料和部分生物炭吸附剂的吸附水平。这种高吸附性能得益于材料表面结构的微观变化及表面疏水基团的化学作用，使油分子与材料表面发生强烈的化学吸附，提高了吸附效率和选择性。此外，改性材料具备优异的吸附动力学表现。
据伪二级动力学模型拟合显示，油分子的吸附过程主要受化学吸附控制，吸附速率快，平衡时间短，仅需15分钟即可实现吸附饱和。高效的吸附速率为实际工程应用提供了保障，显著缩短清理时间，提升生态恢复效率。改性泥炭藓还具备优异的循环利用能力，多次吸附-热蒸发再生循环后，仍能保持90%以上的初始吸附性能，展现了良好的稳定性和经济价值，符合绿色环保和可持续发展的要求。油水分离过程中，改性泥炭藓能够有效地实现水油界面的快速分离，油层紧密被吸附材料包覆并快速收集，水体清洁度显著提高，无二次污染风险，方便后续油料回收和处理。该材料不仅具有高效的油吸附能力，更具备良好的环境兼容性、生物降解性及低成本优势，为油污泄漏事故处理提供了环保可行的解决方案。随着技术的不断优化，改性泥炭藓有望实现工业化大规模生产和应用，成为海洋、湖泊及河流油污染治理的关键材料之一。
未来研究可进一步聚焦于提升其机械强度和在极端环境下的长期稳定性，同时探索多功能复合材料的设计，实现对重质油分子和复杂有机污染物的广谱高效吸附。此外，结合智能化技术以及现场实时监测体系，能够提升油水分离的自动化和响应速度，推动生态修复技术迈向智能时代。总结来看，改性泥炭藓作为一种创新型生物基油吸附剂，通过化学表面改性实现了高效疏水性和吸油能力，克服了传统生物材料亲水性强、吸附效率低的不足。其制备工艺简单环保，性能优异，具备广阔的应用前景，有望在石油泄漏事故应急响应和环境修复领域发挥重要作用，推动环境保护与资源循环利用的融合发展。持续优化该材料结构和功能，将为未来构建绿色环保的油水分离体系奠定坚实基础，助力碳中和目标的实现及可持续发展战略的推进。
