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正丁醇作为一种新型能源燃料,因其能与汽油任意比混合的优点而引起了大量研究者的注意。正丁醇可用生物发酵法生产制备,发酵产物通常含有丁醇、丙酮和乙醇等,因此仍需将正丁醇从发酵产物中进一步提纯分离以获取高浓度正丁醇。近几十年来,渗透汽化膜分离技术因具有设备简单、操作容易、能耗较低等优点而备受关注,该技术为正丁醇发酵液的提纯分离提供了一条高效分离路径。聚乙烯醇（PVA）作为一种易降解、制备简单、成膜性好、具有良好耐有机溶剂性能的水溶性聚合物,是用于渗透汽化有机溶剂脱水的代表性亲水膜材料之一。基于金属有机骨架材料（MOFs）制备而成的MOF膜通常具有较好的化学稳定性。然而PVA膜的耐水性差,MOF成膜困难,制造成本高,因此通过将MOFs加入PVA制备混合基质膜可结合二者的优势,在渗透汽化醇/水分离方面有较好的应用前景。本文以氨基改性的ZIF-8-NH2为填料、以PVA为基体制备了PVA/ZIF-8-NH2混合基质膜,并利用表征手段分析了合成的ZIF-8和ZIF-8-NH2的性能以及混合基质膜的性能。然后考察了PVA/ZIF-8-NH2混合基质膜的醇/水混合溶液中的溶胀与吸附分离性能以及渗透汽化乙醇脱水和正丁醇脱水性能,为醇/水分离实际应用提供研究参考。本文主要研究内容和所得结论概述如下:（1）ZIF-8-NH2的表征:XRD图谱表明成功合成了晶体结构完整的ZIF-8-NH2粉末。FTIR图谱证实了氨基存在于ZIF-8-NH2中。SEM图像显示ZIF-8-NH2颗粒尺寸均匀,形状规则。BET分析结果表明ZIF-8-NH2的比表面积为1358 m~2/g。（2）PVA/ZIF-8-NH2混合基质膜的基本物性表征:XRD图谱结果表明,随着混合基质膜中ZIF-8-NH2含量的增加,PVA特征峰强度逐渐降低而ZIF-8-NH2特征峰强度则逐渐增强。FTIR图谱结果表明富马酸成功交联PVA但混合基质膜中仍存在大量羟基。SEM图像显示随着ZIF-8-NH2含量的增加,填料与基质间的相容性会变差,更容易产生团聚现象。拉伸测试结果表明富马酸交联作用可增强纯PVA膜的机械强度,但随着ZIF-8-NH2含量的增加膜的机械性能又逐渐下降。光学性能测试结果表明随着ZIF-8-NH2含量的增加,混合基质膜的透光率逐渐下降,雾度指数逐渐升高。接触角测试结果表明水和甘油两种极性液体与混合基质膜之间的接触角比二碘甲烷非极性液体接触角要小,说明混合基质膜的表面极性较强,体现出亲水性。（3）PVA/ZIF-8-NH2混合基质膜的溶胀与吸附分离性能测试:选取交联PVA膜和ZIF-8-NH2含量分别为10、20、30%的混合基质膜进行测定。四种薄膜在30℃的水、乙醇和正丁醇三种不同液体中的溶胀度测试结果显示膜在水中的溶胀度最大,体现出膜的优先透水性。ZIF-8-NH2含量为10%的混合基质膜水溶胀度最大,为92.97%。四种薄膜在不同温度下的水溶胀度测试结果显示ZIF-8-NH2含量较低的膜溶胀度随温度的升高而增大,ZIF-8-NH2含量较高的膜溶胀度则在温度升到40℃时最高,随后降低。溶解度参数计算分析表明氨基改性可以提升ZIF-8粒子的亲水性。四种薄膜在浓度为85%的乙醇/水溶液或正丁醇/水溶液中的吸附分离性能结果显示,膜在正丁醇/水溶液中的平衡吸附量和吸附分离因子均大于乙醇/水溶液,说明膜对正丁醇/水混合溶液的吸附分离能力更强。（4）渗透汽化乙醇/水和正丁醇/水分离性能测试:实验表明当ZIF-8-NH2添加量为10%时,混合基质膜的渗透汽化分离效果较佳,渗透汽化分离乙醇/水和正丁醇/水的总通量分别为391.1和81.5 g/m~2h,分离因子分别为3.3和166.8。随着进料液乙醇浓度的增加,膜的总通量降低,分离因子略有上升,然而进料液正丁醇浓度的增加并不利于渗透汽化正丁醇/水溶液的分离。温度的升高则使得渗透汽化分离乙醇/水和正丁醇/水的总通量均增大。