随着汽车尾气排放导致大气污染问题的日益严重,低硫“清洁燃料”的生产成为必然的趋势。渗透汽化膜脱硫技术,因其辛烷值损失小和操作成本低,被认为是一种有效的汽油脱硫方法。膜材料是渗透汽化膜法汽油脱硫技术的核心,本论文围绕这一核心开展了膜材料的选择和改性、制膜工艺优化、膜微观结构分析、膜内传质行为等研究。论文选用高聚物乙基纤维素（EC）为基础膜材料,通过化学交联的方法来改善EC的抗汽油溶胀性能,采用溶胶-凝胶法掺杂纳米级TiO₂来提高EC膜的脱硫性能。研究结果表明:制膜条件和操作条件对膜分离性能有很大的影响,对于模拟汽油,纯EC膜的最佳制膜和操作条件下通量为3.73 kg·m-2·h-1,硫富集因子为3.69;而掺杂10%TiO₂的EC/TiO₂膜渗透通量为7.58 kg·m-2·h-1,硫富集因子为3.13,硫富集因子略有降低,通量显著提高。对实际汽油EC/TiO₂膜的渗透通量是纯EC膜的4倍。膜结构分析表征结果表明:采用TBT水解作用可以得到粒径在10 nm左右的TiO₂粒子。随着TiO₂在EC主体相中含量的增加,TiO₂粒子易于聚集形成更大的颗粒来强化膜的脱硫作用,膜内微孔的数量以及体积也在增加,从而提高汽油的渗透通量。加入TiO₂后,EC链间距增大,更有利于汽油的透过。EC/TiO₂膜在渗透汽化脱硫前后的形貌一致,TiO₂可以稳定存在EC主体相中。汽油五组分在EC和EC/TiO₂膜内传质行为的研究表明,噻吩在膜内的渗透速率为1.824×10-10 m2·s-1和1.911×10-10 m2·s-1,远大于其他烃类组分,渗透速率的差别保证了硫化物的脱除。噻吩在EC/TiO₂膜内的渗透系数大于EC膜,证明噻吩在EC/TiO₂膜内的通量大于EC,而噻吩在整个汽油组分中渗透系数的比值,EC/TiO₂膜（0.615）的要小于EC膜（0.649）,证明EC/TiO₂膜的选择性系数小于EC。