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异丙醇是重要的化学品原料，广泛应用于医药、塑料、涂料和化妆品等行业。异丙醇与水在1.015×105 Pa、80.3℃下形成共沸物，分离能耗高。渗透汽化是一种新型的膜分离技术，具有能耗低、分离效率高、环保等优点，在共沸和近沸物质的分离方面具有优势。对于醇类脱水渗透汽化过程，膜较好的亲水性是关键。本文综述了目前渗透汽化过程中所采用的膜材料以及膜的改性方法，提出了一种新型壳聚糖-聚乙烯醇/聚偏氟乙烯（CS-PVA/PVDF）复合膜及其改进方法，以分离异丙醇水体系为研究对象，分别掺杂纳米TiO2、氧化石墨烯(GO)，在中空纤维支撑体上对复合膜进行改性，研究其对膜分离性能的影响。主要研究内容包括： ⑴提出了CS-PVA/PVDF中空纤维复合膜的制备方法。采用浸涂法将CS和PVA涂覆在PVDF中空纤维支撑体上，并用戊二醛(GA)和H2SO4交联，用于渗透汽化分离异丙醇水溶液。实验考察了CS∶PVA和GA含量对膜分离性能的影响。通过SEM、FTIR、TG和接触角实验对膜的微观结构和物理化学性质进行表征。电镜图片显示致密的分离层成功地涂覆在支撑体上;聚合物与交联剂之间发生反应，紧密的交联在一起;膜的热稳定性得到提高。CS和PVA共混交联后，膜的亲水性下降，溶胀程度随着CS含量的上升而增大。当CS∶PVA质量比为6∶4、GA含量为0.1 wt％时，分离60℃下、90 wt％异丙醇水溶液，复合膜的分离性能达到最佳:渗透通量达到306 g/(m2·h)，分离因子最大为2097。同时，随着进料中水含量的增加，渗透通量增加，分离因子下降;随着实验操作温度的升高，渗透通量和分离因子均增大。 ⑵研究了纳米粒子掺杂的中空纤维渗透汽化膜的分离特性。在制膜液中添加亲水性的纳米粒子TiO2，制备有机-无机复合膜，用于渗透汽化分离异丙醇水溶液。实验考察了纳米TiO2掺杂量对膜表面和断面形貌、物理化学性质和渗透汽化性能的影响，并且通过FTIR、TG、XRD、SEM及接触角测试对膜进行了表征。结果表明:纳米TiO2与聚合物CS和PVA发生了强有力的作用，提高了原膜的热稳定性;但是纳米TiO2在膜表面分散不是较好。当纳米TiO2含量为1 wt％时，杂化膜显示出较好的分离性能，渗透通量由未掺杂时的306 g/(m2·h)提高到561 g/(m2·h)，分离因子为125。当异丙醇水溶液中水的含量从3wt％上升到15 wt％时，渗透通量由477 g/(m2·h)提高到632 g/(m2·h)，分离因子由192下降到88;当料液温度从30℃上升到60℃，渗透通量显著增加，从215 g/(m2·h)增加到561 g/(m2·h)，分离因子从62上升到125。 ⑶研究了GO掺杂的中空纤维渗透汽化膜的分离性能。在制膜液中掺杂纳米粒子GO，制备GO掺杂的复合膜，用于渗透汽化分离异丙醇水溶液，考察GO掺杂量对膜分离性能的影响。通过XRD、SEM、FTIR、TG和接触角实验对膜的微观结构和物理化学性质进行表征。结果显示:GO提高了膜的热稳定性，GO与聚合物CS和PVA发生了反应，GO很好的分散在制膜液中;掺杂GO后，复合膜的接触角减小，膜的亲水性增强。在渗透汽化实验中，当GO含量为0.5 wt％时，制备的复合膜显示出较好的分离性能，通量达到563 g/(m2·h)，分离因子为2342，渗透侧的水含量接近100％。