随着生产生活的需要,现有淡水量与人类的需求量之间的矛盾日益加剧,海水淡化能够在一定程度上缓解这一矛盾。膜蒸馏海水淡化（MD）是近年来迅速发展的技术,是热驱动的膜式海水淡化技术,与传统的海水淡化相比,膜蒸馏可以利用低品位能源、能有效降低操作温度和操作压力,得到了学者的广泛关注。在海水淡化运行的过程中,海水中的污染物会使得膜材料本身的性能下降导致渗透通量降低,还会因为运行过程中膜材料出现破损,导致组件需要维护甚至停用。因此膜本身的性能是制约膜蒸馏式海水淡化高效稳定运行的关键因素。中空纤维膜相较于平板膜具有较大的装填密度且能够自支撑,但目前的膜材料存在机械性能差、接触角小、管径调控范围小等缺陷。虽现阶段很多学者针对机械性能差和接触角小进行了改性,但大多数改性是借助外界手段并未针对基膜;且对管径调控范围提高较少,限制了中空纤维膜的应用,因此改变基膜结构和性能、提高管径的调控范围是很有必要的。渗透通量是衡量膜蒸馏海水淡化性能的重要参数,但现有的测量方法精度较差,因此对现有测试方法进行优化来提高测试精度是很有必要的。本文的主要工作从以下几个方面展开:（1）制备了一种用于海水淡化的超薄中空纤维膜。该膜的膜厚在0.07 mm左右,在很大程度上降低了膜蒸馏过程中的传质阻力,使得中空纤维膜有比较大的渗透通量,在此基础上还保持了比较好的机械强度。详细地阐述了在制备过程中铸膜液参数以及操作参数对中空纤维膜结构及性能的影响,为中纤维膜材料的制备提供了指导。将自制膜与市场上商用的中空纤维膜在机械性能、接触角、渗透通量等方面做了对比。除此之外,通过调节芯液和膜液的比例,搭配转轮速度制备出了管径为4.2 mm的中空纤维膜,提高了管径的调控范围,增加了中空纤维膜组件的应用范围。（2）渗透通量是表征系统海水淡化性能的主要参数之一,其测量方法至关最重要。而目前测量渗透通量有两种常用方法:冷凝渗透侧物质、利用进出口湿度差来计算,而这两种传统的方法均有一定程度缺陷,如无法反映系统的局部渗透通量,在膜面积较小或流量不稳定时无法测得比较准确的渗透通量。因此基于能量守恒提出了一种新的非侵入型膜蒸馏渗透通量的测量方法,此方法能够实现非侵入实时测量,利用能量中的潜热来反映渗透通量,且能够反映组件中局部渗透通量,在流量小的情况下也能保持比较高的准确度,并对此方法的测量装置和原理进行了详细阐述。（3）建立了单管中空纤维膜模型,对模型中的传热传质机理进行了详细分析。对其中的传热传质过程进行了计算流体力学（CFD）模拟,与新提出的渗透通量测试方法进行了对比,得到的模拟与实验值比较吻合,出口温度模拟与实验之间的最大误差为0.61%,渗透通量模拟与实验之间的最大误差为9%。（4）利用所建立的CFD模型,揭示了膜蒸馏过程中更多的物理细节,提出了新的测试方法的适用条件为空气侧的雷诺数小于250,在大于250时,应该对实验进行优化以提高测试的准确性。进一步实验探究,得出了新的测试方法下进料温度和进料流量对膜蒸馏的影响趋势。