随着科技的发展,人类主要依赖的能源来源(石油、煤炭、天然气)终有一天会枯竭,为了能源的长期发展,各国越来越重视可再生能源的研究。据最新版《BP世界能源统计年鉴》统计,2015年全球所有能源消耗为131.47亿吨油当量,其中可再生能源占比2.70%(3.55亿吨油当量),较2014年增长了15.9%。生物丁醇是最具潜力的可再生能源之一,具有较其它生物燃料更高的体积能量密度、更好的疏水性以及与汽油更好的相容性等优势,备受广大研究者青睐。生物丁醇未能大规模工业化生产作燃料使用最主要的限制在于生物发酵生产的丁醇浓度低,所以高效、节能的从低浓度丁醇水溶液中分离出丁醇的研究是非常有前景的方向。渗透汽化是一种选择性高、操作简单、易于工业化放大、耗能小的膜分离方法,非常适用于分离低浓度的混合溶液。硅橡胶是分离有机溶剂最常见的膜材料,但是单纯的硅橡胶渗透汽化膜的性能有限,通过改性硅橡胶,开发性能优异的膜材料是提升渗透汽化性能重要的方法之一。本文从渗透汽化机理出发,设计了一种高性能互穿聚合物网络渗透汽化膜用于丁醇-水体系的分离。主要内容如下:1.选用丙烯酸甲酯和丙烯酸六氟丁酯为与聚二甲基硅氧烷形成互穿聚合物网络的单体,分别按照不同单体与聚合物组成质量比的不同、制备了 9种渗透汽化膜用于分离低浓度的丁醇水溶液。2.对产品进行FTIR、TG、DSC、DMA、WCA、SEM等表征以及在丁醇和水中的溶胀实验和分离丁醇水溶液的渗透汽化实验。各种表征和渗透汽化结果证明了单体量较少时,成功合成了互穿聚合物网络,提高了膜的渗透汽化性能;但当单体过量时,两种聚合物之间发生相分离,对膜的渗透汽化性能有损伤。另外,研究了原料液温度、浓度、膜聚合物组成比例对渗透汽化性能的影响。3.对于丙烯酸甲酯与硅橡胶形成的互穿聚合物网络膜体系,渗透汽化性能最佳的条件为:当丙烯酸甲酯单体含量为聚合物整体的10%,温度为67.9℃,原料液中丁醇浓度为1.03 wt.%,最佳结果为:选择因子为41.99,渗透通量为922.90 g/m2h。对于丙烯酸六氟丁酯与硅橡胶形成的互穿聚合物网络膜体系,渗透汽化性能最佳的条件为:当丙烯酸六氟丁酯单体含量为聚合物整体的30%,温度为67.8℃,原料液中丁醇浓度为2.75 wt.%,最佳结果为:选择因子为64.4,渗透通量为1519.6g/m2h。与近期公开文献结果相比较,分离因子和渗透通量均有较大提高,具有比较大的实际应用前景。