该研究以叔丁醇-水的渗透蒸发膜分离为研究对象,自行制备了适合本体系的渗透蒸发分离膜,通过渗透蒸发实验、膜溶胀实验和渗透蒸发与反应耦合实验,对渗透蒸发膜的制备工艺、渗透蒸发的影响因素、渗透蒸发过程的热力学和动力学特征以及渗透蒸发对脱水反应和酯化反应的影响等基础问题进行了一系列研究.在改性壳聚糖膜的制备研究中,考察了制膜工艺中膜液组成、碱洗条件、干燥条件、交联、复合等因素对其分离性能的影响.同时,对渗透蒸发过程的主要影响因素如操作温度和进料组成进行了考察.并将聚乙烯醇/聚丙烯腈复合膜与该研究制备的各种膜进行了比较,发现改性壳聚糖复合膜的分离性能有大幅度的提高.在操作温度为343K,进料叔丁醇含量为80~92wt％时,改性复合膜的分离因子最高达到3500,相应渗透通量可达132g.m-2.h-1,可以很好得达到分离叔丁醇-水体系的目的.对叔丁醇-水体系渗透蒸发过程的热力学分析表明,渗透蒸发在分离共沸体系有机溶液中的少量水时较精馏操作更有优势.另外,渗透蒸发对真空度的要求很高,若要达到较高的分离要求,真空度必须低.对渗透蒸发过程的动力学模拟结果表明,膜内扩散是渗透蒸发过程的控制步骤,在一定真空度下,温度和料液浓度是该过程的主要影响因素.模拟结果与实验结果相当吻合.考虑到极性二元非理想混合物通过高分子膜时存在较强的耦合效应和塑化效应,对膜内的传质过程进行了模拟和分析,模拟结果明确了组分之间和组分与膜之间相互作用的结果和强弱.渗透蒸发分别与叔丁醇脱水反应和水杨酸酯化反应的耦合实验表明,渗透蒸发可以加速该反应的进度,提高反应的转化率.该研究为膜组件设计和过程优化提供了理论依据.