工业和生活中的含油废水的直接排放将对生态环境和人体健康造成严重危害。从可持续发展角度而言,油水分离对含油污水的初步处理、资源回收、环境保护等方面意义重大。界面和仿生科学的飞速发展使人们能够制备出各种不同润湿性的界面材料,并在高效快速分离油水混合物应用方面引起广泛关注。本文主要以Ti O₂来构建无需紫外光照诱导的特殊润湿性材料表面,并应用于水包油型乳液和不互溶的油水混合物分离。以泡沫钛为基底,采用一步水热法,在低浓度的氢氟酸溶液中制备了具有-O-Ti-F端基的花状Ti O₂微观结构的超亲水表面。强极性的亲水基团和多级粗糙表面的协同作用赋予了泡沫钛超亲水-水下超疏油性。研究了花状纳米结构的形成过程以及表面的润湿性并提出了一种可能的氟化过程。将所制备的超亲水泡沫钛应用于多种水包油型乳液分离,分离效率均在96%以上。耐用性测试表明:经过20次的循环使用、1M酸碱溶液中的浸泡、以及3个月的放置后,超亲水泡沫钛展现出极好的循环使用性,耐酸碱性和长时间存储稳定性。此外,本文的一步水热法为制备钛基超亲水表面以及特殊润湿性在其他领域的应用提供了新的研究思路。以不锈钢金属丝网为基底,采用种子层沉积法实现表面Ti O₂的覆盖,并利用水热法实现表面纳米线结构的生长,进一步煅烧处理后制备出超亲水金属丝网材料,并在低表面能处理后呈现超疏水性。系统考察了不同工艺参数对表面形貌和润湿性的影响,设计了一种整合两种相反润湿性丝网的油水分离装置,用于连续分离油水混合物。实验结果表明,所设计的T型装置对多种类型的油水混合物均展现出较高的分离效率和分离通量。在50次分离测试后仍维持表面超润湿性以及高分离效率,以上所制备的两种特殊润湿性的金属丝网在经过p H=1-14的溶液浸泡24 h或放置180天后,表面结构和润湿性均保持稳定,具有一定强度的耐酸碱性和长时间的润湿稳定性,使其成为具有应用前景的油水分离材料。