由于近海石油污染和工业污水问题日益严重,油水分离已经引起了越来越多的关注,寻找高效率的油水分离方法是目前研究的重点。近年来的研究发现,鱼鳞表面在水下不会受到油液的污染,产生这种现象的原因是鱼鳞表面特殊的微纳复合结构为其提供了超亲水和水下超疏油的特性。仿照鱼鳞表面,科学家们在内部充满微孔的薄膜表面构筑微纳复合结构,同时结合化学方法调控加工表面自由能,获得了具有超亲水和水下超疏油特性的复合功能表面。利用这种薄膜材料可以将水溶液从油水混合液中快速高效的分离出来。但目前制备这种油水分离薄膜普遍采用的是化学方法,制备步骤复杂,并且加工过程中化学试剂会污染环境,不适于大范围推广。伴随着激光技术的快速发展,采用激光刻蚀制备超疏水/超亲水表面得到了国内外科学家的高度关注。其中飞秒激光加工以其具备超短的脉冲持续时间和超高的峰值功率,可以显著提高加工精度,精确控制加工形貌。因此利用飞秒激光加工微纳复合功能表面具有独特的优势。本文采用飞秒激光加工方法对钛金属网和钛箔材料进行加工,在材料表面构筑了微纳复合结构和二氧化钛层,制备出了具有超亲水-水下超疏油特性的复合功能表面,可以实现高效率/高稳定性的油水分离。主要工作和创新点如下:1、首次采用飞秒激光加工方法制备了油水分离薄膜。该方法实现了对表面微纳复合结构和表面化学成分的同步调控,一步即制备得到具有超亲水和水下超疏油特性的复合功能表面,简化了油水分离薄膜的制备步骤,提高了表面形貌的可控性。2、创新性的选用小孔径钛网作为加工基底,提高了油水分离薄膜的稳定性和可重复利用性。本文选用小孔径金属网作为加工基底,通过调控激光参数,直接在钛金属网上加工出了乳突状微纳复合结构,得到了具有超亲水和水下超疏油特性的油水分离薄膜。该薄膜对不同的油水混合物的分离效率均在97%以上,水溶液流量均超过了15 L?m^-2?s^-1。相比于之前研究中所采用的不锈钢网和铜网,加工后钛网表面可以抗酸、碱、盐溶液的侵蚀,同时在紫外光照射下可以催化降解表面的有机污染物,因此利用钛网作为加工基底制备的油水分离薄膜具有更好的稳定性和可重复利用性。3、提出了一种新的加工油水分离滤网的方法,并且在钛箔材料上成功进行了实验验证。本文采用飞秒激光直接在钛箔表面加工微通孔阵列,在制备得到具有超亲水-水下超疏油特性的复合功能表面的同时,还在材料表面获得了可供水溶液渗透流动的微通道。通过系统研究激光能量和微孔间距对表面形貌和微孔孔径的影响,有效提高了加工滤网的油水分离效率和水溶液流量。最优参数加工后滤网的分离效率高达99.5%,水溶液流量超过20 L?m^-2?s^-1,重复利用次数在40次以上。该方案在简化加工步骤的同时实现了对水溶液流动通道的可控制备,并且扩展了原材料的选择范围。从理论上来说,对于亲水性薄膜材料,利用该方法均可以一步制备得到具有高效率的油水分离滤网,这为油水分离薄膜的实际制备与应用提供了一种新的方案。