聚合物基电纺纤维膜在有机溶剂、高温、强酸和强碱等恶劣环境中性能难以维持长期稳定,限制了其在油水分离领域的实际应用。得益于优异的化学稳定性与固有的疏水亲油特性,碳基电纺纤维膜在油水分离领域展现出巨大的的潜力。然而,电纺技术制备的碳纤维膜柔韧性差,易脆断。基于这一问题解决,本文先后开展了柔性碳纤维膜电纺制备、表面超疏水强化以及碳纤维膜的油水分离性能优化等系列研究工作。主要内容和研究结果如下:（1）采用静电纺丝技术与热处理工艺,制备了纯聚丙烯腈衍生的碳纤维（CF）、磺基琥珀酸钠二辛酯造孔碳纤维（CF-Na AOT）、醋酸锌造孔碳纤维（CF-Zn Ac）和对苯二甲酸造孔碳纤维（CF-PTA）系列样品。对比研究了不同造孔剂对碳纤维形貌、结构、力学性能、润湿性和油水分离性能的影响。结果表明,与CF相比,CF-Na AOT、CF-Zn Ac和CF-PTA内部均形成了一定数量的孔隙结构,且孔隙分别以微孔、微孔与介孔、大孔为主,其膜样柔韧性和抗拉强度均强于原始的CF膜,其中,CF-Zn Ac膜在具备较好柔韧性的同时抗拉强度最高（0.97 MPa）。此外,三种造孔剂的加入均在一定程度上增大了碳纤维直径,从而导致CF-Na AOT、CF-Zn Ac和CF-PTA膜表现出了更好的疏水性。CF-Zn Ac膜展现出更为稳定的油水分离性能,其油通量可达3440 L·m-2·h-1,对未乳化的油水混合物分离循环50次后,其分离效率依然可维持在98%左右。（2）通过静电纺丝技术、热处理工艺和氟化处理相结合,制备得到了不同Zn Ac添加量的系列柔性超疏水碳纤维膜（CFMHF）。膜样热处理过程导致Zn Ac流失从而使纤维中形成大量孔隙,孔隙的存在不仅改善了电纺碳纤维膜柔韧性,同时提高了膜样比表面积。研究表明,经氟化处理后,Zn Ac添加量为3.5 wt%膜样（CFMHF-3.5）的水接触角（WCA）达到155.9°,具备良好超疏水性。油水分离实验证实,CFMHF-3.5不但具有高油通量(3590 L·m-2·h-1),而且对非乳化的油水混合物和表面活性剂稳定的油包水乳液均展现出优异的分离效率（＞98%）。此外,所制备的CFMHF-3.5在高温或低温、强酸和强碱溶液、有机溶剂和盐溶液等恶劣环境下均表现出良好的稳定性。（3）在前期研究基础上,利用化学镀工艺对碳纤维膜样进行了表面改性,成功制备了超疏水强化的镀镍氟化碳纤维（CF/Ni/F）膜。研究表明,采用合理的化学镀技术可以使电纺碳纤维表面形成一层粗糙镍纳米团簇,经氟化处理后,膜样疏水性显著提高。与未经化学镀处理的膜样相比,化学镀时长为120 s的碳纤维（CF/Ni/F-120）膜具有最佳的疏水性（WCA可达164.2°）、油通量(3669 L·m-2·h-1)和油水分离能力。对于非乳化的油水混合物和表面活性剂稳定的油包水乳液,CF/Ni/F-120膜的分离效率可分别保持在99.9%和99.6%以上。此外,CF/Ni/F-120膜在高温和低温、强酸和强碱、盐溶液以及有机溶剂等恶劣环境中表现出优异的稳定性。