渗透蒸发以其绿色、高效、节能的特点在乙醇脱水中具有良好的应用前景。乳酸乙酯是极具开发价值和应用前景的绿色溶剂,其传统生产工艺存在脱水温度高、能耗大、原料损耗大、费用高等缺点。采用高性能固体超强酸为催化剂,并将渗透蒸发作为酯化反应过程强化的手段,能有选择地将体系中生成的水除去,促进酯化反应向正方向进行,同时可以控制反应温度,抑制副反应的发生,提高乳酸乙酯的产率和质量。本文研制了戊二醛交联的CS-Pebax/PAN共混复合膜;采用红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、静态水接触角和机械性能测试等多种方法对膜的物理化学性质及结构进行了表征;采用正电子湮没寿命谱仪(PALS)测试了渗透蒸发膜的自由体积分数和自由体积孔穴半径,并对膜的吸附溶胀性能和渗透蒸发性能进行了系统研究。研究发现,当CS/GA=30,CS:Pebax=2:1,操作温度80oC,分离乙醇含量为90wt.%的乙醇/水混合液时,膜的通量为702.95g/m2h,分离因子为308.31,综合分离性能最佳。制备了SO42-/TiO2型固体超强酸,采用红外光谱、X-射线衍射、TEM和BET等手段对其进行了表征,并将其作为乳酸乙醇酯化反应的催化剂,考察了SO42-/TiO2型固体超强酸的催化性能及渗透蒸发对酯化反应过程强化的影响。研究发现,应用CS(30)-Pebax(2:1)/PAN交联共混复合膜时,在反应温度为80oC,催化剂为乳酸质量的4%,初始醇酸摩尔比为3:1,反应8h时,渗透蒸发-酯化反应耦合过程的酯产率最高为88.81%。