能源短缺和环境污染问题日益严重,开发和利用可持续、安全、环保的生产运输燃料和化工原料至关重要。2-甲基四氢呋喃(2-Me THF)由可再生的燕麦壳和玉米芯制得,可作为汽油添加剂,多功能新型溶剂,有机金属反应的干燥溶剂,医药中间体。在2-Me THF使用中会产生含水混合物,回收2-Me THF可减少环境污染,变废为宝。但2-Me THF和水会形成共沸混合物,采用精馏法难于分离,而渗透汽化膜分离技术能耗低、无污染,尤其适用于共沸物的分离。本文,以聚乙烯醇(PVA)与丙烯酸(AA)发生接枝反应制备了PVA-g-AA膜。将制备所得的PVA-g-AA与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混,并用马来酸酐做交联剂,制备了PVA-g-AA/PVP膜。通过衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、X射线衍射(XRD)、水接触角(WCA)、热重(TG)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)分析表征膜。研究了这两种膜对2-Me THF/水混合物的渗透汽化脱水过程。具体研究内容如下:1.考察了AA与PVA的质量比对膜材料结构和性能的影响。增加二者的质量比(5:1～10:1),接枝到PVA上的丙烯酸的量先增加后降低;PVA-g-AA膜的结晶度和水接触角,呈现相反的变化趋势,先降低后增加。在AA与PVA的质量比为8:1时,上述物理量取得极值。这是由于随着二者质量比的增加,会有更多的AA接枝到PVA分子上,但是当AA的浓度过大时,过多的AA单体被吸附到PVA表面上,阻碍引发剂对PVA活性中心的引发,AA接枝到PVA上的量减少。AA与PVA的质量比为8:1时制备的PVA-g-AA膜对水含量3.9 wt.%的2-Me THF/水混合物脱水效果最佳。固定丙烯酸与PVA质量比为8:1,改变引发剂浓度(1.5 mmol/L～3.5mmol/L),膜材料对2-Me THF溶液脱水时,分离因子先增加后降低,在浓度为2.5 mmol/L时,取得最好的分离效果。2.采用引发剂浓度为2.5 mmol/L,AA与PVA的质量比为8:1时制备的PVA-g-AA膜为分离膜,改变进料水含量(1.9 wt.%～3.9 wt.%),发现总通量、水通量、2-Me THF通量都增加,而分离因子先增加后降低。操作温度(20℃～50℃)升高,总通量、水通量、2-Me THF通量以及分离因子同时增大,但操作温度高于50℃,膜容易破裂。将膜的厚度从30μm增加至60μm,操作温度从20℃升高到70℃,总通量、水通量、2-Me THF通量以及分离因子依然随温度升高而增加。但是,与薄膜相比,膜厚度增加,总通量、水通量、2-Me THF通量降低,分离因子增加。进料流速(20 L/h～60L/h)增加,总通量、水通量、2-Me THF通量以及分离因子同时增加。在操作温度70℃,进料流速60 L/h,膜厚度60μm条件下,分离水含量3.9 wt.%的2-Me THF/水混合物,其水通量为619.58 g/(m~2·h),相应分离因子为637.75。3.将PVA-g-AA与PVP配置成5 wt.%的水溶液,然后按照体积比从10:0～6:4混合,以马来酸酐为交联剂,制备成PVA-g-AA/PVP膜,与PVA-g-AA膜相比,结晶度和热稳定性增加,接触角和玻璃化转变温度减小,增加二者的体积比,结晶度和热稳定性降低。在PVA-g-AA与PVP体积比为9:1时制备的PVA-g-AA/PVP对水含量3.9 wt.%的2-Me THF/水混合物脱水效果最佳。4.采用30μm厚的PVA-g-AA/PVP膜(9:1)为分离膜,改变进料水含量(1.5 wt.%～3.9 wt.%),总通量、水通量、2-Me THF通量增加,分离因子减小。操作温度从20℃增加到50℃,总通量、水通量、2-Me THF通量以及分离因子都增加。膜的厚度增加为60μm,操作温度从20℃升高到70℃,总通量、水通量、2-Me THF通量以及分离因子依然随温度升高而增加。与薄膜相比,膜厚度增加,总通量、水通量、2-Me THF通量降低,分离因子增加。PVA-g-AA/PVP膜在操作温度28°C,进料流速60 L/h,膜厚度60μm条件下,进料水含量从1.5 wt.%增加到3.9 wt.%,水渗透通量从7.79 g/(m~2·h)增加至527.13 g/(m~2·h),分离因子从无穷大降低至989.39。