水资源短缺和水污染严重是各国“水”存在的两个主要问题。因此,如何解决水污染问题,特别是工业污染和海洋原油泄漏产生的含油污染水体,是环境保护研究者们一直不断探索的重点。过去存在很多传统分离技术,例如:离心分离、悬浮技术、电化学处理法等。但是这些技术都存在处理时间长,操作繁琐,分离效率低,二次污染等不足。近年来,随着对仿生学原理的深入发掘,研究者们赋予了一般的自然和工业材料超润湿的性能。同时,在高压静电纺丝、水热合成、溶胶-凝胶等新型制备方法的辅助下,研究者们开发出了具有超润湿性能的微纳复合材料进行高效的油水分离,展现出了巨大的应用前景。这些材料按照分离方式可以分为过滤型分离材料和吸收型分离材料两种,过滤型分离材料可以高效分离油水乳液,吸收型分离材料则可以处理大面积污染水体。但是这些材料依然存在诸多需要改进的方面,比如成本高、材料功能单一和抗污染性能不足等。针对这些不足,本文通过简单,低成本的方法制备了高效,多功能的过滤型分离膜。在钛(Ti)基材料的基础上,将其与氧化石墨烯(GO),四氧化三钴(Co3O4)等热门材料进行复合,构筑具有超润湿性的多种微纳结构的复合分离膜,从而实现含油废水的协同净化。(1)首先将黄铜网作为基底,通过二次水热法制得具有光催化性能的二氧化钛(TiO2)纳米棒阵列网。另将氧化石墨烯进行磺化,磺化后的氧化石墨烯亲水性和含水厚度增强,在磺化氧化石墨烯(SGO)表面还原均匀分散的银(Ag)纳米粒子,提高其光催化性能。最后经过真空抽滤,实现二者的复合。该TiO2@SGO/Ag纳米粒子微纳结构复合膜拥有同时高效分离并光催化降解含有机染料的油水乳液的性能。(2)为了进一步提高乳液分离效果,另以不锈钢网为基底,经水热法在其表面修饰针林状Co3O4纳米针。通过特殊的高速搅拌水热法制得超长钛酸钠纳米丝。以Co3O4纳米针网为下层,钛酸钠纳米丝为上层,经真空沉积获得的均匀覆盖的钛酸钠纳米丝/Co304纳米针双层微纳结构网膜,可以实现对微纳米粒径油水乳液的高效分离。(3)脱离金属基底,以TiO2纳米丝为主体,通过化学键合作用将聚乙烯亚胺(PEI)包裹于TiO2纳米丝表面,再利用自组装法将Ti02纳米丝和PEI的复合物制备成自支撑型微纳复合薄膜。该膜具有高效分离油水乳液和自清洁的功能,对分离膜的抗污染和耐用性能的提高具有一定的借鉴价值。