来自不同领域含油废水的排放以及频发的石油泄漏事故对环境已经造成了严重的污染。含油废水的处理已成为全球性挑战之一,如何实现高效的油水分离以及污染物的去除成为了亟待解决的问题。近些年,具有粗糙表面结构以及低表面能的超疏水材料由于良好的选择性以及优异的油水分离能力受到了全世界的广泛关注。许多超疏水材料旨在于层状油水混合物的分离,对于油水乳液混合物的分离以及可溶性的污染物的处理则显得捉襟见肘。此外,一些超疏水材料在制备过程中使用到了含氟类物质,不但会对环境造成二次污染而且危害到了人体的健康。这些因素严重限制了超疏水材料在实际的油水分离中的应用。因此,为了弥补超疏水材料在复杂体系应用中的不足,本文以材料的选择与设计为出发点,通过简单、环保、成本低廉的方法设计并合成了两种具有多功能的超疏水材料,实现了层状油水混合物、油水乳液混合物以及可溶性污染物的同步去除,满足了复杂体系中油水分离的需求,主要操作如下:通过简单的一步低温水热法在聚氨酯(PU)海绵骨架表面均匀有序地生长具有三维毛丹状的β-NiOOH微球(3D-β-NiOOH),构建出具有分级微纳米结构的粗糙表面,通过接枝无氟疏水性月桂酸(LA)降低材料的表面能,合成了具有油水乳液分离能力的超疏水LA-3D-β-NiOOH@PU材料。这种由纳米针自组装而成的3D-β-NiOOH具有大的比表面积用来接枝疏水性LA,实现了对乳液液滴的有效捕捉并将其困在海绵内部,从而达到油水乳液混合物分离的目的。相比于传统的二维膜材料,LA-3D-β-NiOOH@PU材料可通过对其施加外部压力改变孔径大小实现对不同粒径大小乳液体系的高效分离,适用范围更加广阔。通过SEM、XRD以及FTIR对材料的形貌、晶型以及官能团结构进行了表征,并通过静态选择性吸附实验以及连续油水分离实验,验证了LA-3D-β-NiOOH@PU材料具有优异的油水分离能力。此外,通过磨耗实验以及循环实验证明了材料具有优异的稳定性,是一种具有广阔应用前景的多功能油水分离材料。通过简单搅拌的方法合成了具有可见光响应的羟基化的三维细胞状BiOCl微球(3D-C-BiOCl)并以3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)作为交联剂将其固定在三聚氰胺海绵(MS)表面,在构建粗糙表面的同时将光催化降解的能力引入到海绵中。经过具有pH响应能力的十二烷二羧酸(DDA)以及疏水性LA的修饰,合成了兼具光催化降解功能及pH响应能力的智能超润湿S-3D-C-BiOCl@MS材料。这种智能超润湿S-3D-C-BiOCl@MS材料不但对可溶性污染物表现出高效光催化降解能力,而且可以通过pH调控实现超疏水性-超亲水性-超疏水性的连续转换,表现出优异的灵活性与可控性,满足了复杂体系中油水分离的应用需求。通过SEM、XRD以及FTIR对材料的形貌、晶型以及官能团结构进行了表征,并通过选择性吸附实验、智能脱附实验、连续油水分离实验以光催化降解实验证明了材料具有良好的油水分离能力以及降解污染物能力。此外,通过磨耗实验以及循环实验证明了S-3D-C-BiOCl@MS材料具有良好的稳定性,是一种性能优异的多功能油水分离材料。