近年来,超浸润材料在含油废水处理领域展现出广阔的应用前景。通过对表面粗糙度和表面化学的精准调控,拓宽超浸润材料的应用范围、设计智能响应的润湿行为、开发低成本且环保的制备工艺是当前研究超浸润材料的主要方向。然而,先前报道的超浸润材料的制备方法主要归纳为液-液相和液-固相,对固相法制备超浸润材料的研究相对较少。固相法可以有效地减少化学试剂的污染,探索固相颗粒之间的组装机理和润湿性转变规律对新型超浸润材料的设计具有重要意义。本文重点研究了微纳米颗粒的固相组装机理、润湿性转变规律和影响因素,并在此基础上探究其在油水分离中的应用。具体研究内容和主要结论如下:（1）受荷叶表面微纳米结构的启发,采用机械球磨法制备了由疏水碳烟纳米颗粒和微米石墨烯片（GN）或微米四氧化三铁球（Fe3O4）组成的两种非均相超疏水颗粒（S-GN和S-Fe3O4）。分别研究了碳烟与GN、碳烟与Fe3O4的结合方式以及组装前后颗粒的润湿性变化。研究发现,在高能球磨的作用下,碳烟颗粒分别通过形成C-C和C-O共价键负载在微米石墨烯和Fe3O4颗粒表面。碳烟颗粒的引入可以有效地改善GN和Fe3O4微米颗粒的疏水性。调节碳烟颗粒的负载量可以实现复合颗粒对水的润湿状态从Wenzel状态转变成Cassie状态。微米颗粒的形貌、表面基团和颗粒尺寸对所制备的碳烟复合颗粒的滚动角数值影响较大,而对复合颗粒的接触角数值影响相对较小。本论文中提出的微纳米颗粒组装的策略能够有效地将固体废弃物转变成功能性油水分离材料。这种仿生策略为制备环保的且低成本的超疏水材料提供了新颖的途径。（2）以高孔隙率的三聚氰胺海绵（MS）为基体,通过简单的浸涂法分别将超疏水碳烟复合颗粒（S-GN和S-Fe3O4）固定在MS表面上,制备了两类超疏水吸油材料（MS@S-GN和MS@S-Fe3O4）。结果表明,超疏水S-GN和S-Fe3O4复合颗粒通过胶水引入的Si-O键固定在海绵表面上。超疏水复合颗粒的负载能够增强海绵表面的疏水性和亲油性。超疏水MS@S-GN和MS@S-Fe3O4吸油材料除了具有高吸油倍率（60–142 g/g）和优异的油水分离效率（＞99.5%）的特性外,还具有良好的化学和机械稳定性、理想的磁收集能力和持久的可回收性（＞250次循环）。所制备的超疏水海绵表面可以在1个太阳的光照下快速升温,其表面的平衡温度超过77°C。在蠕动泵的帮助下,可以实现粘稠原油的高效回收。超疏水MS@S-GN和MS@S-Fe3O4吸附材料有望应用于多形态含油废水的分离（浮油清理、连续集油、油水乳液分离和稠油吸附）。（3）基于沙漠甲虫背部的超疏水/亲水组合策略,以十二硫醇改性的炭黑（C-SR）为超疏水固相改性剂,采用一步溶剂热和环境友好的球磨法制备了类甲虫状结构的氧化石墨烯基磁性破乳剂（Fe3O4/GO@C-SR）。磁性Fe3O4/GO@C-SR颗粒在空气中表现出较高的疏水性同时在水下表现出高度的疏油性。化学表征和模拟计算分析表明,原位沉积的磁性Fe3O4微球在高能球磨的作用下易转变成具有丰富氧空位的Fe3O4晶粒;具有氧空位的Fe3O4晶粒倾向于与C-SR和GO表面的碳缺陷结合形成C-O键,通过固相桥将超疏水性的C-SR颗粒固定在GO的表面。Fe3O4/GO@C-SR颗粒高效的水包油乳液分离效率主要归结于超疏水凸起的定向油吸附和亲水区域阻隔效应的协同作用。此外,磁性复合材料对各种水包油乳液同样具有良好的分离效率（＞99.2%）。具有高光热性能的炭黑颗粒和Fe3O4晶粒的引用,增强了GO微米片在宽波长中的光吸收能力。在太阳光辅助下,磁性Fe3O4/GO@C-SR颗粒可以在短时间内实现高效、节能的循环再生。