通过静电纺丝法制备聚苯乙烯(PS)-聚氨酯(PU)基串珠纳米纤维膜；调节纺丝液推进速率和PS与PU质量比，制备PS-PU基串珠/蜂窝结构纳米纤维膜；最后，将PS-PU基串珠纳米纤维膜与PS-PU基串珠/蜂窝结构纳米纤维膜进行复合，形成3层梯度复合结构的纳米纤维膜。对纳米纤维膜的表面形貌、疏水性能和油水分离性能进行表征和分析，结果发现：优化纳米纤维膜的表面形貌和孔隙结构可以提高油水分离效率；梯度复合能够有效结合串珠结构的疏水性和蜂窝结构的高孔隙率，进一步提升纳米纤维膜的油水分离性能。研究结果可为高效油水分离材料的设计和制备提供思路。