膜科学技术作为一门新兴的技术已广泛应用于众多工业领域，其中伴随有热质同时传递的膜分离技术日渐成为膜分离技术的未来发展方向和研究热点。在透膜传热传质过程中，热质耦合及相关的吸附现象是研究的难点。而非平衡热力学是研究耦合现象的有效工具，故本文利用非平衡热力学理论对典型的热质耦合现象进行了研究和分析，接着对吸附现象开展研究并求得了非平衡定态下的吸附熵和吸附热，同时还分析了吸附热对透膜传热的影响。基于不可逆热力学基本理论，建立了膜蒸馏过程热质耦合现象的物理数学模型，通过对Onsager倒易关系的验证使模型更具可靠性，分别求得了质量流和热量流随膜两侧驱动力即浓度差和温度差的变化。在此基础上，推导得到了膜蒸馏过程熵产率的表达式，指出可通过提高系统的平均温度、降低膜的有效热导率和系统的平均浓度来达到降低熵产率的目的。建立了膜换湿热质耦合现象的物理数学模型，分析了影响透膜传质通量和传热通量的各种因素，并根据所建的不可逆热力学模型得出浓度差和温差均可引起不可逆熵产。另外还利用本文模型探讨了透膜质量流所引起的吸附热与总热流之比与膜两侧温差、浓度差以及膜基准温度的关系。基于膜换湿过程中存在的吸附现象，确立了吸附相和体相间存在温差时对应的状态，即非平衡吸附定态，推导了非平衡定态下吸附熵和等量吸附热的具体表达式，同时为了与平衡态的结果作比较，分别求出了吸附熵改变量和等量吸附热改变量的表达式，结果表明吸附熵改变量和等量吸附热改变量不仅与温差相关，还与吸附系统所处状态有关。由于吸附热对透膜传热的重要性，求得了典型吸附方程即D-A方程的吸附热，分析了温度、吸附量以及吸附特征常数对吸附热的影响。探讨了吸附热不为常数时吸附热对透膜传热的影响，并同假设吸附热为常数时得到的计算结果作了比较，得出吸附热为常数时计算的结果与本文得到的结果是有明显差别的，且两者差值随透膜传质通量的增加而不断增大。