当前世界能源结构中化石燃料约占80%的比重,是极为重要的能源物质。但化石燃料的储量有限且不可再生,据美国地质局估计,全世界石油还能还能维持约200年,而天然气则可能在80年内枯竭。此外,化石燃料的过度使用会对环境造成巨大的破坏,温室效应、酸雨和雾霾等环境问题都与之相关。为了应对上述情况,必须研究并开发出可替代化石燃料的新型可再生绿色能源。盐差能是不同浓度的溶液混合时产生的能量,与太阳能和风能相比,受气象条件和地理条件影响小,能够持续发电,并且在海洋中储量巨大,近年来受到了广泛关注。压力延滞渗透(Pressure retarded osmosis,PRO)是一种利用盐差能进行产能的新型膜工艺,选择透过性膜是其核心部件。在本文研究的第一部分,首先利用多种技术对PRO中采用的三醋酸纤维素无纺布膜(CTA-NW膜)进行了一系列表征,得到其表面形貌、截面形貌、化学基团、亲水性和孔径等信息,论证其能应用于压力延滞渗透过程的可能性;之后再通过反渗透(RO)试验对CTA-NW膜的盐水分离性能和承压性能进行测试,得到其水的透过系数和盐的透过系数,以及膜性能在不同压力条件下的变化规律,为之后的理论研究和实验参数的确定提供条件;最后,根据PRO与正渗透(FO)的相关性,由FO水通量模型得到PRO的水通量模型,从理论上分析浓差极化现象对压力延滞渗透性能的影响。在本文研究内容的第二部分,以不同浓度的氯化钠溶液为原料液和汲取液,发现膜活性层朝向原料液(AL-DS)、增加汲取液浓度、降低原料液浓度、提高流速和温度等都有利于PRO过程中水通量和能量密度的提高。由于不同条件对PRO效果的影响实质是对渗透过程中内部浓差极化(ICP)强度的影响,而浓差极化的强度可以由膜的结构参数(S)体现,所以可以通过对S值的计算,直观看到各影响因素对浓差极化的影响程度:S值越大则浓差极化现象越严重,膜对水的传质阻力越大,水通量越小,产能密度越小。通过理论公式计算膜在不同条件下的扩散系数(D),再进一步推算出膜结构参数S,以S值对实验中膜对水的传质阻力进行评价。此外,在PRO过程中,传统的浓差极化模型假设膜的盐水分离性能不变,然而实验得到的能量密度低于预期值,这主要是由于盐的反向扩散引起内部浓差极化增强导致的。实验发现反向比盐通量随着外加压力的升高而增加,且实验结果比理论结果增长迅速,这可能是膜在高压下被损坏导致的。