近年来,石油泄漏和有机溶剂的排放对水资源造成了严重的破坏。不仅影响到生态环境,而且也威胁到人类社会的生存与发展。物理吸附是处理含油污水较为高效的方法。但是,目前的吸附材料仍存在吸附量低,选择循环性差,制备成本高,并且对油水乳浊液不能有效分离等问题。因此,制备出一种超疏水的高效新型环保吸油材料十分重要。本论文以三维多孔的商业化三聚氰胺海绵(MS)为基底材料,对其进行不同方式的疏水改性制备,并探究其在油水分离中的应用。首先,本论文探索了温度对MS的疏水改性效果。对比不同温度下改性MS后的差异,选择出性能较好的超疏水海绵,并进行性能、结构等的测试。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、质谱(MS)等测试,分析其疏水原因主要是温度去除MS表面的亲水基团,从而降低MS表面能所致。最后将制备得到的密度仅有5 mg·cm-3,具有超高吸附量(133-284g·g-1)和优异的循环性能(50次吸附-挤压循环)的超疏水海绵应用在不同种类油水选择分离,以及高效连续油水分离中,实现对含油废水的快速有效治理。之后,为了满足普遍海绵的改性要求,从增加表面粗糙度与降低表面能两个角度出发,同时对MS进行改性。选择活性炭(AC)增加海绵表面粗糙度,聚四氟乙烯溶液(PTFE)降低海绵的表面能。探索出AC与PTFE的最佳配比,制备出性能较好的超疏水AC/PTFE-MS样品,并对其进行组成、结构、性能等的表征测试。通过表面浸润、压缩循环、油水分离等实验可以发现,制备的超疏水AC/PTFE-MS在完成50次压缩循环实验后仍能保持良好的疏水性,能够选择性的吸附水上浮油与水下重油,还能对油水混合液特别是乳浊液实现高效分离,达到有效治理含油污水,修护环境的目的。这种从增加表面粗糙度与降低表面能的角度同时改性材料使其具有超疏水性的方法可以应用在其他类似材料中。最后,为了进一步优化AC的不足,并且得到不同的碳材料与PTFE结合同样可达到超疏水,选择石墨烯作为碳材料增加粗糙度与PTFE混合改性MS。成功制得超疏水超亲油的GPMS,并对GPMS的微观形貌、结构特征等进行表征测试。通过实验表明制备的超疏水GPMS,具有优异的循环使用性能,能够高效选择性的分离油水混合液与油水乳浊液,实现对污水的有效回收再利用。这种超疏水材料在处理水环境污染中有着巨大的应用前景,更重要的是这种通过碳材料增加表面粗糙度与低表面能物质结合的方式改性三维多孔海绵材料,为制备超疏水材料提供了新的设计思路。