溶液除湿技术提供了一种节能的湿度控制方式,可以将空气湿度处理至目标工况,而无需将空气冷却至露点温度,即舍弃传统压缩式制冷方式,可以最大程度地减少对环境有害的制冷剂的使用。使用基于膜的除湿器可以避免溶液液滴进入空气的情况,但是膜材料会带来额外的传质阻力。为了消除或降低膜材料的额外传质阻力,本文提出了一种利用低品位热源提升空气侧温度的热扩散增强水蒸气传递性能的膜除湿方法,并搭建了太阳能加热-膜除湿实验系统,采用亲水/疏水性复合膜作为分隔介质。利用了非对称膜的结构特点:亲水层能够辅助实现热扩散增强效应,疏水层能够隔绝溶液,并匹配相应的太阳能加热-膜除湿系统,提高了除湿过程潜热效率,使除湿溶液可以在较低的浓度下进行除湿-再生循环。又搭建了气-液双室实验系统,用于探究热扩散过程的温度分布和浓度分布,以及扩散系数的测量。本课题以搭建的这两套实验系统为基础展开了研究工作,本文的主要研究内容及结论如下:（1）利用非平衡热力学理论对热扩散过程进行了可行性分析和证明。根据Onsager倒易关系推导出质量通量关于温度梯度和化学势梯度的双驱动力表达式。求得了化学势梯度关于温度的极大值点,并得到了使得总熵增为正的温度梯度最小值表达式,从而论证了热扩散效应增强传质过程的可行性。（2）针对气-液双室实验系统的热质交换过程建立了二维非稳态数学模型,提出了改进的时间滞后法测量扩散系数,在FEATool Multiphysics中分别对典型工况组和对照组进行仿真模拟,通过模拟结果给出的空气腔内温度分布与浓度分布来验证杜福尔（Dufour）效应和索雷特（Soret）效应。又建立了内冷型准逆流板式膜除湿器的传热传质二维非稳态计算模型,根据仿真模拟结果得到膜除湿器中的最大设计流速配比为空气流速1m/s,溶液流速0.1m/s。给出了内冷型准逆流板式膜除湿器的实验设计方案,包含三方面因素:空气与溶液的流速配比,热扩散过程的跨膜的温度梯度和膜的平均温度以及除湿溶液质量分数,为后续的实验特性分析章节提供了操作依据。（3）为了探究热扩散增强的溶液膜除湿实验而做了前期准备工作,包括设计并搭建了的气-液双室实验系统和太阳能加热-膜除湿系统,以及对实验系统中所使用的膜材料的制备流程以及化学性质与表征进行了详细介绍。对实验过程使用的测试仪表及其基本参数做了简要介绍,并进行了实验系统误差分析,蒸汽扩散阻力（!）的最终总误差为2.45%,蒸汽扩散通量（!）的最终总误差为2.3%,非等温工况的水蒸气通量测量值存在±5%以内的误差,测量误差精度符合实验要求。实验台使用的三种亲水/疏水复合膜材料的化学结构与表征均符合设计要求。（4）对热扩散增强膜除湿过程的水蒸气传递机理进行分析,确定了膜除湿器中的水蒸气传输过程是四种传输机制的组合,其中的溶解扩散机理在热扩散过程中起到关键作用。对热扩散增强膜除湿过程中影响湿空气与溶液跨膜热湿交换效果的三个因素进行了实验特性分析并给出结论:溶液流速越快,溶液侧的表面更新率越高,膜材料处于越快的解吸附速率状态;当膜的平均温度高于临界平均温度,则单位面积除湿率会发生显著增加,并且在特定温度下,膜的渗透活化能会下降到对应阈值,使得水蒸气跨膜运输阻力减小,并随着温度的继续升高而实现更高的单位面积除湿率;跨膜的水蒸气分压差仍是水分传递的主要驱动力,温度梯度形成的索雷特（Soret）效应只是起到辅助扩散的效果。相较于增加溶液质量分数产生的除湿率增益效果而言,增加温度梯度对除湿率产生的增益效果较为有限。又对两种膜材料制备的膜除湿器的热扩散增强溶液除湿过程的潜热效率进行了测试,得到结论为热扩散效应对膜溶液除湿过程的潜热效率有明显提升。利用格雷茨数和传质格雷茨数对间接热质交换膜除湿器的努谢尔特数和舍伍德数进行了拟合,拟合的努谢尔特数偏差在±5%以内而拟合的舍伍德数偏差在±12%以内,可以较为准确地估算空气侧工况。最后通过所提出的热扩散增强水蒸气传递性能的膜除湿方法,既保证了溶液液滴不进入空气侧,又解决了膜的额外传质阻力降低除湿性能的问题。还根据水蒸气跨膜传递机理,指出了热扩散过程能够提高膜除湿效率的原因:下游侧除湿溶液提供的低表面水蒸气分压力用于解决亲水层的脱附限制传递问题,较大的跨膜温度梯度和膜平均温度能够提高膜材料的解吸附速率,使得溶液侧的解吸附速率与空气侧的吸附速率以及膜内扩散速率达到了动态平衡,将复合膜从单纯的气液分隔屏障变成临时固体干燥剂,在湿空气与除湿溶液之间形成更高效、更快速的吸附-解吸附循环。