随着化石能源的过渡消耗和环境污染的日益严重，进行清洁能源生产和发展可再生能源受到广泛关注。本研究以渗透蒸发油品脱硫和醇水分离过程强化为目标，以高分子材料和二维材料为膜主体，以填充材料或插层材料物理结构和化学组成的合理设计为手段，调控膜的拓扑结构和化学性质，集成优化分子传质机制，强化分子的传输特性，以期获得高性能渗透蒸发膜。具体研究内容如下：
　　采用多重传质机制集成优化的思想，利用氨基化的钛基金属-有机框架材料(NH2-MIL)作为载体固载银离子活性位点(Ag+@NH2-MIL)，并与聚醚嵌段聚酰胺(Pebax)共混制备杂化膜，用于噻吩/正辛烷的分离。银离子的引入调控了膜的化学微环境，在膜内构筑了噻吩的促进传递通道。银离子调控NH2-MIL的有效孔结构，赋予其筛分功能。Ag+@NH2-MIL对Pebax链段的干扰，优化了膜的自由体积特性，加快分子的传输。多重传质机制的集成优化，协同提高了膜的渗透通量和富集因子，最优值分别为22.11kg/(m2 h)和5.92。
　　采用异质结构优化分子促进传递通道的连通性，在氧化石墨烯(GO)上原位生长氨基化的锆基金属-有机框架材料(UiO)形成异质结构纳米片(UGO)，以此为载体固载银离子活性位点(Ag+@UGO)，并与Pebax共混制备杂化膜，用于噻吩/正辛烷的分离。利用GO的结构导向作用构筑相对连续的UiO孔通道，银离子的高效固载有利于在膜中构建噻吩的促进传递通道。Ag+@UGO的引入调控了膜的物理化学性质，优化了膜内分子促进传递通道特性，协同提高了膜的渗透通量和富集因子，最优值分别为23.40kg/(m2 h)和7.12。
　　采用双金属活性位点协同效应思想，通过超声辅助法合成了双金属NiCo-MOFs纳米片，并与Pebax共混制备杂化膜，用于噻吩/正辛烷的分离。NiCo-MOFs具有不饱和双金属活性位点，能与噻吩形成可逆的化学作用。与不饱和单金属活性位点的MOFs相比，双金属的协同效应强化了膜内分子的传递特性，使膜具有更优异的分离性能，其最佳渗透通量和富集因子分别为21.73kg/(m2 h)和6.45。
　　以氧化石墨烯(GO)纳米片作为膜构筑单元，以功能化碳量子点(SNQD)为插层材料制备二维层状膜用于渗透蒸发丁醇脱水。SNQD调控了层间通道尺寸，赋予膜良好的渗透性。SNQD中的磺酸基团提高膜的亲水性，赋予限域层间通道快速水传递特性。SNQD与GO形成的非共价相互作用提高了膜的稳定性。SNQD独特的物理结构和化学性质，协同优化限域传质机制和溶解-扩散机制，可显著提升膜的分离性能，渗透通量和分离因子可分别达到8877.8g/(m2 h)和3763。