在海面原油泄漏的环境问题和流体阻力能耗过大的能源问题日益严峻的当今,研发一种特殊材料应对此种问题具有深远意义。超疏水材料作为一种特殊表面润湿性能的材料,具有优异的疏水性能和低表面能等特性,被广泛应用于油水分离、流体减阻、表面自清洁和防腐防锈等领域,具有重要的研究意义和应用前景。本论文采用聚合法和涂层法制备了非可控表面微结构的超疏水材料,将其应用在油水分离领域,实现了高效油水分离的效果。采用热压印法制备了具有可控微结构且能长期稳定存在“气膜”的超疏水表面,为其实际减阻应用提供了理论依据。通过四乙氧基硅烷(TEOS)和三甲基氯硅烷(TMCS)的协同作用对普通海绵进行疏水化改性,二者水解聚合后涂覆在海绵骨架结构表面。采用SEM、EDS、接触角测量仪和电子万能试验机等仪器对其表面形貌与成份、静态接触角、滚动角和循环应力-应变等性能进行检测。该改性海绵呈现优异的疏水性能,吸油能力高达约30g/g,且对油有极高的选择性。另一方面,改性海绵具有优良的弹性,可以通过吸收/挤压法分离油和水,至少可以重复使用200次。以聚偏氟乙烯(PVDF)和疏水二氧化硅纳米颗粒(H-SiO2)为复合材料,采用涂层法制备了三种超疏水的网孔材料(铜网、滤纸和海绵),并对其表面形貌与成份、润湿效果和油水分离效果等进行检测。此三种网孔材料都呈现出极好的疏水性能,能高效地分离油(包括有机物)和水。复合涂层耐酸碱性,稳定性优异,可经过多次重复利用而不脱落。其中,所制备的超疏水滤纸在矿物绝缘油除微水的试验中能将微水从90 μL/L降低到50 μiL/L左右。采用涂覆法使聚丙烯以薄膜形式包裹在海绵骨架表面进行疏水化改性,通过泵吸法来进行油水分离。改性后海绵呈超疏水效果,用泵吸法能有效地去除油类(原油)和有机物(正已烷),还可以初步进行规模化处理,具有一定的抗风浪效果。泵吸法处理油水分离过程中,对其吸油速率进行了探讨,随着泵速的增加(即导管口与油水界面压差增加),吸油速率先增加再不变;随着导管口到油水界面距离(包括水平和垂直距离)的增加,吸油速率减小;随着油品黏度的增加,吸油速率减小。采用热压印法在聚四氟乙烯表面制备了具有规则栅格型微结构的超疏水表面。为保证在流体中该材料表面微结构上“气膜”能长期稳定存在进而达到持续减阻效果,将电极材料压印于栅格底部,利用原电池(或电解)产气原理及时补充栅格微结构上损失的气体,使栅格达到自主控制“产气-停止-产气”的效果。设计了三种不同深宽比(H/L)的栅格微结构,H/L约为3的栅格能够达到气体的自主调控效果,即当水挤出栅格中空气后,栅格内部开始产气填充整个栅格挤走水,然后停止产气,说明热压印法制备的栅格型微结构能维持“气膜”的长期存在,为减阻提供了理论根据。研究讨论了原电池情况下产气速率与正负极间距离的关系和电解情况下不同电压时产气效果。原电池两极距离越远产气速率越慢。电解时电压越大产气越快,栅格更快地被气体填充。