油水分离技术在工农业生产和日常生活中具有重要的应用前景。最近，仿生界面油水分离材料由于具有很高的油水分离效率而备受人们关注，但现有材料在储油能力、油品回收和材料耐用性等方面存在缺点而限制了它们的实际应用。本论文针对上述问题，制备三维多孔且具有弹性的仿生界面油水分离材料，实现了高吸油能力、油品快捷回收和材料循环利用。研究结果对发展新型油水分离材料具有重要的实际应用价值和意义。采用孔径为200~400μm的聚氨酯(PU)海绵为基体，通过化学镀铜和修饰月桂酸的方法，制备了具有超疏水-超亲油特性的PU/Cu复合材料。该材料具有较高的吸油能力，可吸收约自身重量13~18倍的油品，通过挤压材料至形变量为75%时，实现了油品的快捷回收和材料的循环使用，达到了油水混合物选择性分离的目的。但材料的超疏水性能在循环使用9次后即被破坏。针对超疏水PU/Cu复合材料制备方法复杂且耐用性较差的问题，通过利用甲基三氯硅烷的水解与缩聚反应，一步法制备了具有超疏水-超亲油特性的耐用型PU/聚硅氧烷复合材料。该方法制备的海绵表面覆盖了具有多孔结构的聚硅氧烷。复合材料除了可实现油水混合物的选择性分离和油品的快捷回收外，其吸油能力达到了自身重量的15~25倍。另外，由于聚硅氧烷与海绵基体形成的交联作用，使复合材料的耐用性能大幅度提高，可反复进行油水分离达300次以上。为了进一步实现油水混合物的可控分离，利用多巴胺的粘附性和反应活性，将Fe3O4颗粒与十二硫醇同时固定于海绵基体表面，一步法仿生制备了具有磁响应功能的超疏水-超亲油PU/Fe3O4复合材料。研究结果表明，多巴胺的存在和十二硫醇的添加对材料表面形成超疏水特性具有十分重要的作用。其主要原因是在空气环境下，多巴胺容易发生氧化反应形成多巴胺醌，十二硫醇与醌基可发生迈克尔加成反应将醌基还原成儿茶酚基团，被还原的儿茶酚基团修饰于Fe3O4颗粒和海绵基体表面形成“连接点”。而溶液中的醌基与“连接点”上的氨基可发生席夫碱反应形成共价键作用，且多巴胺醌还可与“连接点”的多巴胺分子通过氢键或π-π堆积形成非共价键作用，最终将具有“连接点”的Fe3O4颗粒固定于海绵表面形成微纳米结构。同时，参与反应的十二硫醇降低了材料的表面能，使材料具有超疏水特性。该材料可通过外界磁场的作用，在油水混合物表面移动并吸收油品，然后与水面分离，实现磁场驱动分离油水混合物的目的。复合材料不仅保持了高吸油能力和油品快捷回收的性能，而且体积利用率大于90%。由于Fe3O4颗粒与十二硫醇通过多种共价键和非共价键作用固定于海绵表面，使复合材料保持了较好的耐用性能，对润滑油和正辛烷的分离次数分别达50和125次以上。