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工业含油废水排放量的日益增加以及溢油事故的频繁发生,对生态环境造成了严重的破坏,同时也造成了宝贵的石油资源和纯水的巨大浪费。因此,实现油水混合物的有效分离对于人类和自然的可持续发展是极为必要的。在实际的油水分离体系,含油废水类型非常多样,不仅可能包含多种类型油水混合物的随机组合,也可能存在许多的杂质等污染物,大大增加了分离的难度。因此,本论文是针对复杂的油水体系,制备具有超浸润性的材料,利用吸附或过滤的方式实现不同类型油水混合物的有效分离。基于超浸润性界面的构建原理,选择合适的基底材料,采用原位构筑的方式在其表面生长微纳米结构涂层,通过涂层的调控和修饰来获得对油和水具有不同润湿选择性的表面,从而实现对不同类型油水体系的按需分离。对材料的组成、结构、表面润湿性等理化性质进行了表征和分析,并系统研究了材料相应的油水分离性能和机制等问题。主要研究内容如下:（1）以成本低、弹性好、化学性质稳定的多孔三聚氰胺海绵（MS）为基底材料,利用室温水相氧化还原反应,在其表面一步原位构筑粗糙的铜纳米颗粒（Cu-NPs）涂层,直接得到疏水的表面,无需任何疏水改性处理。制得的Cu-NPs/MS具有稳定的高开孔网络结构以及高的疏水性（水接触角达到145.8°）,对不同的油类或有机溶剂展现了高的吸附能力,吸附容量高达60-145 g/g。同时,Cu-NPs/MS展现了优良的机械稳定性、弹性性能和重复使用性能。通过溶解被污染或被破坏的Cu-NPs涂层以及再次沉积,而不破坏MS自身的骨架结构,实现Cu-NPs/MS循环再生,使其在复杂的油水分离环境下的应用更具可行性。（2）以绿色、低廉的剑麻为原料,从其中提取的纤维素纤维为基底,利用同样的一步功能化的方法在纤维表面原位构筑粗糙的Cu-NPs涂层,得到疏水功能化的表面,最后利用冷冻干燥技术得到功能化的纤维素基气凝胶材料（Cu/CEA）。所制得的气凝胶材料具有高的孔隙度和超低的密度,在进行油水分离实验中,展现了高的吸附能力（吸附容量高达164.5 g/g）和吸附速率。并且,通过控制纤维素的含量有效地调节气凝胶材料的结构,进而影响油水分离的性能。通过综合评价,确定纤维素含量在0.8 wt%时,Cu/CEA的性能最佳。Cu/CEA还可以作为厚的气凝胶膜材料,实现包括乳液在内的多种油水混合物的连续、快速分离,同时具有高的分离效率（97%）和流通量。（3）以化学性质稳定、机械性能好的二氧化硅（SiO2）纤维膜为基底膜材料,通过水热法和煅烧过程在其表面原位生长Al2O3纳米片涂层,得到具有多级粗糙结构的Al2O3/SiO2纤维膜。直接得到的纤维膜具有超亲水/水下疏油性（水下油接触角为155.1°）,并且利用月桂酸钠改性得到疏水的表面（水接触角高达158.6°）。通过月桂酸钠的改性-热解交替进行,实现材料超疏水和水下疏油性的可逆转换,使其分别用于除油模型和除水模型下的重油/水和轻油/水混合物的按需分离,具有高的分离效率和分离通量。在经过5次改性-热解循环过程后,纤维膜仍表现出优良的超浸润性和耐久性。并且,所制得的纤维膜在较为苛刻的环境下依然显示出了优良的化学稳定性、耐腐蚀性和重复使用性能。（4）以建筑废砖为原材料,提出了一种废砖资源化利用的方式,经过物理过程和原位生长的化学方法制得氧化锌（ZnO）纳米柱结构化的废砖粒材料（ZnO/WBG）。直接制得的ZnO/WBG具有水下疏油性（其水下油接触角接近153°）,疏水改性后的ZnO/WBG具有疏水性（接触角约为147°）,因此,可将获得相对的润湿性的颗粒相互堆积得到过滤层,用于油水分离处理。并通过有效调节过滤层的厚度,实现从分离不混合油水混合物到乳化的油水混合物的过渡。得到的过滤层在具有相对高的分离效率的同时,比传统的膜材料具有更高的分离通量。同时,在一些苛刻的处理环境下（如温度、pH、盐溶液等）,依然显示了优良的润湿性能稳定性。因此,这种新颖、成本效益好的ZnO/WBG层在大规模、多用途的油水分离应用中具有广阔的前景。