本论文综述了具有特殊浸润性的纳米界面材料及其在油水分离上的应用。从自然界超疏水性表面出发,拓展到仿生工程超疏水性表面,着重讲述了基于表界面特殊浸润性的一种具体应用——油水分离材料。然后,以织物、海绵和铜网为基底,制备了各种油水分离材料。主要研究内容围绕控制基底的表面形貌和改变表面的化学组成两方面对于表面润湿性的影响而展开。首先,基于大部分过渡金属元素和硫醇自由基之间的强相互作用,通过在织物和海绵上原位生长各种过渡金属单质／氧化物并用硫醇加以修饰的方法制备了超疏水织物和海绵,所采用的过渡金属元素有Fe、Co、Ni、Cu和Ag。并对比了原位生长过渡金属氧化物和单质的优缺点,发现原位生长过渡金属单质具有更好的可控性,以Ag为例详细研究了前驱体溶液的浓度对织物表面形貌和润湿性的影响。同时,所制备的超疏水织物和超疏水海绵均能被用于油水混合物的分离,不管是密度大于水的油还是密度小于水的油都能够很好的被分离。其次,采用铜网为基底,通过在铜网表面电沉积铜纳米颗粒再经硫醇修饰制备了超疏水铜网,研究了各实验参数(电沉积时间、电流强度、电解液温度和电解液浓度等)对铜网的接触角和滚动角的影响,得到了最佳的实验参数,并对此条件下的超疏水铜网的稳定性做了详细的测试。这种方法所制备的铜网可以反复被用于油水混合物的快速分离。上面两种方法从选择基底和控制基底表面形貌上诠释了表面的微纳米结构对于超疏水性的重要作用。此外,在织物和铜网的表面上通过原位生长法构建出合适的表面粗糙结构以后,通过用癸硫醇和羧酸硫醇的混合硫醇进行表面修饰制备了pH响应的超疏水织物／铜网,这种织物/铜网在对酸性和中性水滴表现出超疏水性,而对于碱性液滴则表现出超疏水性；在酸性和中性溶液中表现出超亲油性,在碱性溶液中表现出超疏油性。根据这种特性,所制备的铜网被成功地应用于可控的油水混合物的分离,既可以除去水中的油相,也可以除去油中的水相。另外,还发现,相比其它过渡金属元素,新鲜制备的负载有Fe纳米颗粒的织物不能被硫醇修饰,只有在经过后处理工序以后才能和硫醇自由基配合,利用这个性质,通过同时在织物表面上原位生长Fe和Co纳米颗粒,再经硫醇的乙醇溶液浸泡的方法制备了超疏水和超亲水杂化的织物。通过控制前驱体中Fe2+和Co2+的比例可轻松改变织物中超疏水组分和超亲水组分的比例,从而控制织物的整体润湿性由超亲水到超疏水之间变化。这一研究有望启发研究人员开发水汽收集材料。