含油废水的大量排放造成了严重的生态环境问题。与传统的分离方法相比,开发具有特殊润湿性的仿生材料用于油水分离优势明显。其中,模仿贻贝以及鱼鳞表面的超亲水以及水下超疏油界面仿生材料,因具有独特的水下抗油污和自清洁性能,已成为当前的研究热点。本文基于二氧化钛多级结构在不同基材表面的构筑,利用原位生长法分别制备了超亲水泡沫钛和超亲水不锈钢丝网,并针对其油水分离性能进行了研究。具体内容如下:利用水热法在多孔泡沫钛表面构筑了垂直微纳结构,经过离子交换和煅烧处理制备了超稳定二氧化钛纳米阵列包覆的超亲水泡沫钛。本文对不同反应时间泡沫钛表面形貌变化分析,揭示了二氧化钛结构可能的形成机理。结合形貌和接触角测试,选择了最优的反应时间制备了超亲水泡沫钛,并对多种水包油乳液进行分离,分离效率均在97.5%以上。此外,由于原位生长二氧化钛的结构足够稳定,其机械稳定性十分优良,可在超声振动和机械摩擦下保持特殊润湿性和结构的完整性,并且耐强酸、碱、盐溶液以及多种有机溶剂的腐蚀。水下油污污染实验证明了超亲水泡沫钛具有优异的抗油污性能。利用水热反应和液相沉积法在不锈钢丝网表面构筑了Ni O@Ti O2异质结构,赋予丝网超亲水的特殊润湿性以及光催化能力。不锈钢表面经过水热反应和焙烧处理生成Ni O微米片,液相沉积使Ti O2纳米颗粒均匀锚定在Ni O微米片上。制备的超亲水不锈钢丝网具有优异的水下超疏油性,能够分离多种油水混合物并维持高的分离通量和效率。此外,超亲水不锈钢丝网表面的异质结构具有优良的机械稳定性以及化学稳定性,经超声以及湍流扰动下依旧能够维持完整的形貌,并且能够耐酸、碱、盐溶液的腐蚀。这种表面生长微米片/纳米颗粒异质结构的超亲水材料可在可见光下降解染料,这为制备多功能水处理膜提供了一个新的方案。