随着全球工业化的飞速发展，石油及有机化学品泄漏事件频繁发生，严重威胁海洋生态系统和环境安全。油污对水体的污染不仅导致水质恶化，还给生物多样性和人体健康带来潜在风险。传统的油污治理方法包括机械回收、燃烧、化学处理和吸附等方式。其中，吸附法因其操作简便、选择性强和环境友好而被广泛关注。然而，现有吸附材料普遍存在成本高、回收难、吸附容量有限及环境兼容性差等问题，亟需开发高效、廉价且环保的吸附剂。改性泥炭藓作为一种天然生物资源，因其丰富的孔隙结构和巨大比表面积成为理想的油污吸附基材。
通过合理的化学改性，可显著增强其疏水性和油亲和力，实现高效选择性油污吸附，有望有效推动油水分离技术的产业化应用。泥炭藓主要成分包括纤维素、木质素及半纤维素，天然具有丰富的羟基等亲水基团，导致其本身表现出较强的亲水性，这限制了其在油水分离领域的直接应用。针对这一瓶颈，研究人员采用碱性氧化预处理结合硅烷化功能化的双重表面修饰技术。具体而言，首先利用氢氧化钠溶液和过氧化氢对泥炭藓进行浸渍处理，一方面去除表面杂质，另一方面增加其孔隙度和活性位点，以暴露更多羟基，提升后续修饰效率。随后，采用乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）进行硅烷接枝，通过硅烷水解与聚合形成多聚硅氧烷层，成功包覆于泥炭藓表面，有效屏蔽了亲水羟基，同时引入具有优良疏水性的乙烯基官能团。此过程辅以纳米二氧化硅颗粒协同增效，形成粗糙的表面微纳结构，显著提升材料的疏水性和机械稳定性。
扫描电子显微镜（SEM）表征显示，经改性后的泥炭藓表面形成了致密且均匀分布的多聚硅氧烷薄膜，二氧化硅颗粒均匀沉积，其表面粗糙度明显增强。伴随着元素分析覆盖率的变化和硅元素含量的显著提升，进一步佐证了修饰层的成功构建。X射线光电子能谱（XPS）分析揭示，改性后材料表面化学键结构发生显著变化，Si—O、Si—C及新型Si—O—C键的出现，均表明硅烷修饰的有效结合。傅里叶变换红外光谱（FTIR）进一步确认乙烯基硅烷官能基团的特征峰，羟基峰的强度明显减弱，体现其表面亲水性大幅降低。热重分析（TGA）显示，改性泥炭藓除了具有更高的热稳定性外，遗留质也有明显增加，推断多聚硅氧烷网络以及二氧化硅赋予了更优的耐热性能及结构完整性。本质上，改性泥炭藓的最大优势在于其优秀的油水分离选择性，表现为极高的水接触角（约157°），具备超强疏水性。
同时，其对多种油类包括机油、原油及真空泵油都体现了高达22.7克油/克吸附剂的吸油容量，远超传统生物基吸附材料水平，且优于大多数生物炭类材料。此优异性能主要源于改性材质粗糙且富含疏水性官能团的表面结构，为油分子提供了强烈的化学吸附结合力。吸附动力学研究表明，该过程符合伪二级动力学模型，指明其吸附机制以化学吸附为主，强化了油分子与吸附剂之间的结合，确保了高效快速的吸附行为。实际应用中，改性泥炭藓能够迅速分散在油污水面，精准捕获并聚集油滴，通过简单机械回收方式即可实现污染物的高效清理，且材料在多次循环使用后仍能保持超过90%的初始吸附容量，显示出良好的耐用性和循环经济潜力。环境友好性方面，泥炭藓来源丰富且可生物降解，二氧化硅和硅烷改性过程绿色低耗，极大降低了二次污染风险，适合大规模推广及生态环境修复。面对未来挑战，研究者应进一步优化改性工艺，提升改性层的稳定性和结构韧性，解决长期运行中可能的机械磨损和性能衰减问题。
同时，探索复合功能化策略，比如引入光催化、磁性等多重功能，拓展其多样化油污治理应用场景，也是未来发展的重要方向。基于改性泥炭藓的油水分离技术不仅降低了治理成本，也顺应了绿色可持续发展的环保理念，展现了生物基材料在环境污染治理领域的广阔前景。随着技术的不断完善和规模化应用，有望在应对突发性油污泄漏、提升水体治理效率以及推动环境生态平衡方面发挥更大作用，成为油水分离和环境修复的创新典范。综上所述，改性泥炭藓作为一种高效、低成本、环境友好的生物基吸附材料，通过创新的表面化学改性，实现了优越的油吸附性能和出色的疏水性，极大地提升了油水分离效率。它不仅解决了传统生物吸附剂亲水性强、选择性差的问题，还满足了重复利用的需求，具有显著的可持续发展潜力。未来，随着制造工艺的完善和应用场景的拓宽，改性泥炭藓吸附剂有望成为油污治理行业的重要利器，为保护水资源和生态环境贡献坚实力量。
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