目前,应用于渗透汽化的分离膜多为分子筛膜,但分子筛膜的不耐酸性限制了渗透汽化的应用范围。二氧化硅具有良好的耐酸碱性及耐热性,是耐酸性膜材料的极佳选择。然而,无定形二氧化硅结构在渗透汽化水热环境中极易遭到破坏。本文针对二氧化硅水热稳定性差的问题,选择以有机硅烷BTESE(1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷)作为硅源,并于部分膜层中引入过渡金属Zr,采用溶胶-凝胶法制备出了具有较好水热稳定性的二氧化硅复合膜。对二氧化硅复合膜各膜层的显微结构和作用机制进行了深入探讨,并测试了不同制备条件以及环境条件下二氧化硅复合膜的渗透汽化性能。主要结论如下:(1)二氧化硅复合膜可依次分为颗粒层、过渡层、分离层三个膜层。颗粒层是主要由α-Al2O3颗粒构筑的孔隙结构,表面颗粒铺布平整,孔径约为100 nm～200nm,厚度约为3μm,是制备二氧化硅复合膜的基础。过渡层和分离层是由无定形二氧化硅形成的致密结构,表面平滑无孔,两膜层总厚度约为1μm;Zr的引入使得过渡层二氧化硅网络结构稳定性显著提高,有助于形成完整无裂痕的二氧化硅膜层。(2)对二氧化硅复合膜部分制备条件进行了优化,其工艺条件为:颗粒层涂布方式为1.9μm和0.2μm两种颗粒组合,过渡层涂布方法采用擦涂法,分离层涂布次数为3次,涂布温度为160℃～180℃时,制备的二氧化硅复合膜性能较稳定。在75℃下,对15 wt%含水率的异丙醇溶液进行渗透汽化脱水,膜平均通量为1.00kg·m-2·h-1,渗透液含水率最高可达99.400 wt%。(3)二氧化硅复合膜在不同操作温度和原液含水率条件下都能表现出稳定的渗透汽化性能,具有良好的水热稳定性。在p H=2的不同种类酸环境中浸泡15 d后,二氧化硅复合膜仍能表现出良好的渗透汽化性能,表明其具有优异的耐酸性能,适用于酸性体系的渗透汽化。