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乙醛-水溶液的分离在乙醛及其下游产品生产过程中有重要的意义，工业中常用分离方法为精馏和萃取，渗透蒸发膜分离技术具有高效、节能等特点，用于醇、醚、酯的水溶液分离已经比较成熟，对含醛体系的分离报道较少。本论文分别从优先透水和优先透醛角度对渗透蒸发分离乙醛-水溶液进行研究。
以聚氨酯（PU）为膜材料，分别采用填充和共混改性方法，制备了两种优先透水膜：3A分子筛填充型聚氨酯（3A-PU）膜和醋酸纤维素-聚氨酯（CA-PU）共混膜。以硅橡胶（PDMS）为制膜材料，将PDMS与交联剂缩聚反应，以CA微孔膜为支撑层，制备了PDMS/CA复合膜及ZSM-5分子筛填充PDMS/CA（ZSM-5-PDMS/CA）优先透醛膜。采用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、热重分析（TG）等对膜的结构形态和物理化学性质进行了表征，分析了填充和共混改性对膜内部的基团作用、结晶度等的影响。
研究了填充量、共混比及操作条件（原料液温度、浓度）对膜在分离乙醛-水溶液时的溶胀吸附及渗透蒸发性能的影响。空白PU膜分离乙醛，水溶液时，渗透通量较低。添加3A分子筛后，膜的渗透通量和分离因子都有所提高。3A分子筛含量为8％时，通量达到了223．2g/㎡·h； 3A分子筛含量为5％时，分离因子达到了7．5。对分离过程的分析表明扩散选择性对分离因子起主要作用。醋酸纤维素和聚氨酯共混部分相容，会产生微相分离，导致CA-PU膜自由体积增加，与空白PU膜相比，渗透阻力减小，渗透通量增大，而分离因子变化不大。PDMS/CA复合膜分离乙醛．水溶液时，乙醛优先透过。加入ZSM-5分子筛填充改性后，分离因子增加，分子筛含量为5％时，分离因子达到最大（11．0）。对渗透蒸发的工艺条件研究发现，料液温度升高有利于膜渗透通量的增加；乙醛浓度提高，3A-PU和CA-PU膜的渗透通量也增加。
根据膜对原料液的吸附实验及溶解-扩散模型，对渗透物在膜中的扩散系数、渗透系数及渗透通量进行了计算，并将渗透通量的计算值和实验值进行了比较，计算值与实验值数量级一致，偏差原因主要是由于模型未考虑组分和膜以及组分之间的相互作用。