近年来,传统化石燃料的短缺及其带来的环境污染问题日益严重,生物发酵法生产生物丁醇成为研究者们关注的重点。由于当前的ABE发酵法中产物丁醇对菌株有抑制作用,丁醇产率较低。所以本文以降低丁醇抑制作用和提高丁醇分离产率为目的,利用渗透汽化膜分离技术,意在之后的发酵分离耦合实验中提高产物丁醇的生产效率。选择合适的渗透汽化膜是渗透汽化技术的关键。由于纯的PDMS均质膜存在机械性能和成膜性差的缺点,本文通过喷涂技术以PVDF为支撑层制备了PDMS/PVDF复合膜,旨在保证膜机械性能的前提下提高丁醇的分离效率。本文依次探究了交联剂用量和PDMS黏度对复合膜渗透汽化性能的影响,并利用响应面分析法进一步探究了PDMS浓度(wt.%)和喷涂时间对复合膜渗透汽化性能的影响,并且探讨两者存在的交互影响,经过改变制膜条件制备分离性能较好的复合膜。为了更好研究复合膜的分离性能和分析复合膜的结构特征,辅以扫描电镜、红外光谱和能量色散X射线光谱等表征。最终得出该复合膜表面平滑均匀、致密无缺陷,复合膜断面中PDMS选择层与支撑层结合紧密良好,没有明显的分层和渗漏现象产生。从红外光谱图发现,5种不同分子量制备的复合膜均发生了明显的交联反应,并在质量比PDMS:TEOS=1:0.3处PDMS与TEOS交联程度最好。通过对复合膜的能谱分析,发现超滤膜比微滤膜更适合做支撑层,超滤膜中PVDF膜具有疏水性能好、热稳定性能好等优点更适合做支撑层。以15 g/L的丁醇水溶液为待分离原料液,按顺序探究交联剂用量和PDMS黏度对复合膜分离性能的影响。其中交联剂用量实验得出的结论与红外光谱得出的结论相吻合,即交联剂用量为0.3(TEOS与PDMS质量比)时的复合膜分离效果最好,其渗透通量和分离因子分别为213.8 g/(m~2·h)和38.9。随着PDMS黏度的增加,复合膜的分离因子增大,渗透通量降低,并且在PDMS粘度为15.5万cst时分离因子达到最大,为51.1。之后在原料液基础上,测试了其温度、浓度对PDMS/PVDF复合膜分离性能的影响,结果为温度、浓度增加,总通量均增大,分离因子均先增加后减小。最后,为了更接近发酵分离耦合实验,探索了ABE水溶液和发酵液对复合膜分离性能的影响。最终得出发酵液为原料液时,丁醇的选择性略有提高。并且发现以发酵途中接近丁醇抑制时刻时的7 g/L丁醇水溶液为原料液时,经膜分离实验达到的丁醇浓度为0.41 g/h,说明此膜可以用于丁醇发酵耦合,并对其有一定的价值。