开展高效油-水分离材料的制备及应用研究，对提高原油采收率以及污染物治理具有重要的意义。本论文以商业化的硅氧烷和密胺海绵为原料，分别通过简单的原位聚合和表面修饰，实现了超疏水超亲油三元硅氧烷海绵和密胺海绵的制备，分析了材料的油水分离特性。研究内容包括以下三个方面：1. 三元硅氧烷海绵及其吸油性能研究。以二甲基二甲氧基硅烷（DMDMS）、甲基三甲氧基硅烷（MTMS）和四乙氧基硅烷（TEOS）三种常见的硅氧烷为原料，通过简单的溶胶-凝胶法制备了三元硅氧烷海绵；探讨了TEOS 用量对海绵的交联度和力学性能的影响。研究发现：三元硅氧烷海绵具有优异的力学性能、稳定的超疏水超亲油润湿性，对常见有机溶剂和商品油具有较高的吸油倍率和循环吸油稳定性，对正十六烷/水和原油/水混合物可以实现有效的分离，而且还可以分离高温油，进一步扩展了硅氧烷海绵的应用范围。2. 建立了一种简单、高效的密胺海绵表面改性方法。采用MTMS 和TEOS两种常见硅氧烷作改性剂，经过水解-浸渍-固化三步处理，获得了具有超疏水超亲油特性的密胺海绵，而且这种润湿性具有相当显著的稳定性。改性密胺海绵对常见有机溶剂和商品油具有超高的吸油倍率和吸油稳定性，在真空辅助条件下对正辛烷/水和原油/水混合物可以实现持续、有效的分离。3. 以制备的改性密胺海绵为核心材料，设计了一种水面浮油收集装置。模拟研究了该装置用于收集水面泄露化学品和原油的可行性，结果表明该装置可实现油水混合物的高效分离。以此为基础，开发了新型的可用于收集水面浮油的收油机，并完成了应用性验证。