异丙醇在化工行业中有着极其广泛的用途,如可以用作溶剂、清洗剂和化工合成中间体等,而且在很多情况下还可以代替乙醇使用。但在异丙醇的生产过程中,脱水是能耗较高的一个单元操作,因此,研发异丙醇脱水新技术从而降低能耗具有非常重要的应用价值。相对于工业常用的精馏技术,渗透蒸发技术以其节能、高效、绿色等特点在醇/水分离领域日益受到人们的关注,渗透蒸发生产装置也已在世界各地被纷纷建立,对异丙醇进行脱水已经成为当前渗透蒸发技术在化学工业中最重要的应用之一。本文采用水热法合成了具有特殊结构的钛酸盐纳米管（TNTs）,并对其进行聚天冬氨酸（PASP）修饰,分别以修饰前和修饰后的TNTs为无机填充相,制备了壳聚糖/TNTs纳米复合膜。通过FTIR、SEM、XRD、TGA和接触角分析手段对复合膜的结构与物理化学特性进行了研究;通过正电子湮没寿命谱（PALS）分析考察了TNTs的引入对壳聚糖（CS）膜内部自由体积特性的影响;通过渗透蒸发实验考察了不同填充量的TNTs以及不同操作条件对复合膜异丙醇脱水性能的影响。研究发现,CS-MTNTs（6）/PAN复合膜在操作温度80 oC下,对于90 wt.%的异丙醇水溶液,渗透通量和分离因子分别达到1498 g/（m2·h）和6237,位于文献中异丙醇脱水研究的前列。采用模板法制备了大小均一、形状规则的TiO₂复合球和空心球,并分别以其为无机相,制备了CS/TiO₂复合膜,通过FTIR、SEM、XRD、TGA和接触角分析手段对复合膜的结构与物理化学特性进行了研究;通过渗透蒸发实验考察了不同结构、不同填充量的TiO₂以及不同操作条件对复合膜异丙醇脱水性能的影响。研究发现,空心球性能优于复合球,CS-hTiO₂（6）/PAN复合膜在操作温度80 oC下,对于90 wt.%的异丙醇水溶液,渗透通量和分离因子分别为1416 g/（m2·h）和4068。比较不同结构的无机相对膜异丙醇脱水性能的影响可知,在TNTs、TiO₂复合球和空心球三种结构中,TNTs由于具有较小的尺寸、较大的比表面积和管状的通道结构,而使得以其为无机填充相的复合膜表现出最佳的异丙醇脱水性能。