高含水率会增加原油输送过程中的动力能耗,引起金属管路和设备的结垢与腐蚀,对原油集输及炼制造成不利影响。因此,针对我国大部分油田已经进入三次采油期含水率较高的现状,高效稳定的油水分离技术俨然成为一种迫在眉睫的需求。在众多油水分离方法中,特殊润湿性膜分离材料由于使用方法简单、无二次污染等优势已成为实现高效油水分离的有效途径。其中,有效调控材料的表面润湿性对优化材料油水分离性能有着至关重要的意义。本文在不锈钢纤维毡基底上构造出纳米阵列结构来调控材料表面润湿性,通过实验研究和理论分析对乳化液滴的聚并-破乳行为进行系统探究,揭示乳化液滴聚并-破乳过程的微观机理,以此为依据合理优化表面结构,从而进一步提高材料的油水分离性能。主要的研究内容及结果如下:（1）纳米结构制备。采用溶胶凝胶-低温液相生长两步法在不锈钢纤维毡基底上制备出ZnO纳米阵列结构,探究不同制备参数对ZnO纳米结构的影响规律。实验研究结果表明,提高生长液浓度可以增加ZnO纳米结构的长径比,增大纳米阵列结构的间隙;增加拉膜次数可以提高ZnO纳米结构的阵列密度;适当提高生长温度有利于纳米阵列结构的成型与稳定;增加生长时间不仅会降低纳米结构的直径,也会导致纳米结构出现顶部团聚现象。（2）过滤材料表面润湿性。对不同参数条件制备出的纳米阵列结构的润湿性进行对比分析。测试结果表明,实验制备出的ZnO纳米结构纤维毡均具有空气中超亲水和超亲油特性。在空气中,当水滴或油滴与ZnO纳米结构纤维毡表面接触时,液滴在表面快速铺展,接触角接近0°。当拉膜次数为2次、生长液浓度为0.05 mol/L、生长温度为90℃及生长时间为3 h时,实验制备出的ZnO纳米结构纤维毡具有最佳的水相疏油及油相疏水效果,接触角均达到150°以上。（3）油水分离研究。采用水包油及油包水两种类型的乳化液对ZnO纳米结构改性的纤维毡进行油水分离测试,探究改性纤维毡的油水分离性能。实验结果表明,对于水包油型乳化液,改性纤维毡的油水分离效率可达98%左右,分离通量最大可达3139 L·m-2·h-1。而对于油包水型乳化液,改性纤维毡的油水分离效率为98%,分离通量最大可达960 L·m-2·h-1。多次重复油水分离实验表明,经ZnO纳米阵列结构改性后的纤维毡表现出良好的分离性能和稳定性。（4）机理探究。实验观测乳化液滴在纤维毡表面的运动规律及液滴聚并-破乳的动态行为。当不同类型油水乳化液接触纤维毡表面时,油水混合物主相吸附于过滤材料表面形成液膜,而杂质相则被选择性排斥;在跨膜压力差的作用下,主相优先通过分离材料,从而达到油水分离的目的。