浸润性是固体表面的一种基本性质,影响固体表面的物理化学反应过程和生物活动。由于微纳米技术的进步,以及防雾、防冰冻、防腐蚀、自清洁等多种性能,近年来,超疏水材料引起了研究人员的广泛关注。受“荷叶效应”启发,超疏水材料的构建需要两个必要条件:低能表面和微纳米级粗糙结构。人们已经通过各种方法在不同基底上制备了多种超疏水表面,但大多数研究仍停留在实验室阶段,要想满足实际的使用需求,仍有许多问题需要解决。从技术方法上看,很多制备超疏水的方法仍依赖于昂贵的设备、有毒的试剂,并且步骤繁琐、重复性差,只适合小面积制备,而无法满足实际的大面积工业化生产;从稳定性上看,现今制备的大部分超疏水材料的耐化学腐蚀性、机械耐磨损性和耐温性都较差,在一定酸碱腐蚀和外力作用下超疏水性质就会完全丧失;从性能评价上看,大部分研究只关注于纯水在表面的静态和动态润湿行为,没有结合实际对表面进行系统的、定性或定量的评价。以上这些情况,阻碍了超疏水材料的实际应用。因此,需要选择一种灵活方便、重复率高、廉价并且适合工业生产的方法制备性能良好的的超疏水材料。本论文利用模板辅助化学气相沉积法(template assisted chemical vapor deposition:TA-CVD)分别在玻璃和铜网上构建了多孔状和纤维网状二氧化硅薄膜,制备了具有透明性能的自清洁玻璃和油水分离能力的超疏水-超亲油滤网,并对所制备材料的润湿性、透光性、油水分离能力和环境稳定性做了系统的、定量的评价,为超疏水材料之间的对比以及实际使用提供了重要依据。主要研究工作和结果如下:1、以炭黑薄膜为模板,通过化学气相沉积法(chemical vapor deposition:CVD)在玻璃基底上涂覆了一层多孔状二氧化硅薄膜。通过对炭黑薄膜厚度、二氧化硅沉积温度、二氧化硅沉积时间、退火温度和退火时间等参数的调节制备了润湿性和透光性均良好的自清洁玻璃,具体测试指标为:水接触角为158o,滚动角1o,透过率约为90%。该表面能在酸碱溶液和高温等环境下保持优异的稳定性,并能够抵挡12L水流的冲击,显示了良好的机械耐磨损性。2、以炭黑薄膜为模板,通过CVD法在玻璃上制备了一层纤维网状二氧化硅薄膜,经六甲基二硅胺(HMDS)疏水化处理后,表面拥有了超疏水性能。通过退火过程中空气气流的引入,薄膜结构实现了从多孔状向纤维网状的转变。研究了炭黑薄膜厚度、二氧化硅沉积温度、沉积时间、退火温度和退火时间等参数对润湿性、透光性的影响,最终制备了透明自清洁玻璃,表面水接触角为166o,水滚动角为1o,透过率约为88%。制备的自清洁玻璃能够在酸碱液、氯化钠溶液浸泡下以及高温环境中保持超疏水性能,具有优异的耐化学腐蚀性和耐温性。对比了该自清洁玻璃与多孔二氧化硅薄膜涂覆的自清洁玻璃的机械性能。该自清洁玻璃能够抵挡20L水流的冲击和100g沙粒的冲击,比之前制备的多孔状透明自清洁玻璃具有更强的机械耐磨性。3、采用TA-CVD法在铜网基底上制备了多孔状二氧化硅薄膜。经HMDS修饰后表面水接触角为158o,水滚动角为1o,油接触角为0o。研究了炭黑薄膜厚度、二氧化硅沉积温度、二氧化硅沉积时间、退火温度以及退火时间等参数对结构和油水分离能力的影响。制备的超疏水-超亲油滤网能够有效的分离不混溶油水混合物,对多种油水混合物的分离效率都大于98%。该滤网还具有良好的化学耐腐蚀性和耐温性,在水溶液或高温环境中处理一段时间仍能维持超疏水性能。该滤网还具有较好的机械稳定性,能够抵挡12L的水流冲击和40g沙粒冲击。4、采用TA-CVD法在铜网基底上制备了纤维网状二氧化硅薄膜,经HMDS修饰后具有优异的超疏水性和超亲油性,水接触角为165o,水滚动角为1o,油接触角为1o。通过增大退火过程中气流量,实现了薄膜结构从多孔状向纤维网状的转变。为了解决常规分离装置中水层的集聚对油渗透的影响,提出了管式分离装置,并制备了长10cm、直径3cm的分离滤管。制备的滤管对多种油水混合物都实现了高于99%的高效分离。此外,该滤网也具有优异的耐化学腐蚀性、机械稳定性,并且性能优于多孔薄膜涂覆的超疏水-超亲油滤网。为了满足实际的污水处理需求,发明了一种简单有效的油水分离装置。该装置将油水分离管与一抽水泵相结合,集成了污水收集、污水净化以及净化水的输运等多种功能,具有巨大的实用潜力。5、以纤维网状二氧化硅薄膜涂覆的铜网为基底,采用背部高温诱导CVD法制备了纤维状二氧化硅薄膜涂覆的铜网膜。二氧化硅纤维网膜不仅能覆盖铜丝还能覆盖铜网网孔。经HMDS修饰后仍具有超疏水-超亲油性,水接触角为152o,油接触角为0o。该铜网膜不仅能高效分离不混溶油水混合物,还能有效的分离水在油中乳液。