渗透蒸发作为新型的液体混合物分离技术,在有机混合物分离方面具有突出的技术优势和良好的应用前景,具有能耗低、环境友好等优点。渗透蒸发过程的优劣主要取决于渗透蒸发膜的性能,因而选择分离性能良好的膜材料是渗透蒸发研究的核心内容之一。本文选择正辛烷/噻吩组成的模拟汽油作为有机混合物的代表物系,选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为有机膜材料,分别制备了MCM-41分子筛、TiO2纳米管(TNT)两种中孔材料填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜为活性层,聚砜(PS)超滤膜为支撑层的复合膜,分离性能相对于未填充的PDMS/PS复合膜有了明显改善。同时优化了制膜配方和渗透蒸发分离工艺。采用比表面积(BET)及孔径分布测试、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)等多种方法对无机材料和膜的结构形态和物理化学性质进行了表征。采用正电子湮没寿命谱仪(PALS)测试了均质膜干态条件下自由体积分数和自由体积孔穴半径。制备了MCM-41填充的PDMS/PS复合膜分离正辛烷/噻吩混合物,考察了不同MCM-41填充量、操作温度、雷诺数对膜的渗透蒸发性能的影响,同时考察了不同MCM-41填充量对膜吸附溶胀性能的影响。结果发现,MCM-41填充量为5 wt%的PDMS杂化膜对噻吩含量为1300 ppm的原料液,在303 K,流速为40 L/h时,综合分离性能达到最佳,此时通量为9.43 kg/(m2h),富集因子为3.95。制备了TNT填充的PDMS/PS复合膜分离正辛烷/噻吩混合物,考察了不同TNT填充量、操作温度、雷诺数对膜的渗透蒸发性能的影响,同时考察了不同TNT填充量对膜吸附溶胀性能的影响。结果发现,TNT填充量为5 wt%的PDMS杂化膜对噻吩含量为1300 ppm的原料液,在303 K,流速为40 L/h时,综合分离性能达到最佳,此时通量为8.49 kg/(m2h),富集因子为4.57。