中文摘要：

高分子渗透气化膜表面结构对分离性能起着非常重要的作用。而高分子表面结构随环境而变。了解分离环境下膜表面的真实结构及其变化在膜科学领域有着非常重要的意义。本项目主要研究聚乙烯醇等分离膜在乙醇水混合物分离过程中的表面重构行为及膜表面结构的变化对分离性能的影响。将和频能谱（SFG）同接触角测定结合对膜表面结构的变化进行原位动态监测，以便把膜表面结构与膜分离性能放在一个动态的、真实环境下研究，真正地将分离环境下的膜表面结构与分离性能相关联。对膜表面重构行为定量化，探索膜结构、表面层分子链运动、待分离液体的物化性质及其与膜表面的相互作用与表面重构之间的关系。可望基本搞清楚在分离环境下该膜表面性质的变化规律、表面重构的结构信息及膜表面重构与分离性能的关系,为优化与控制膜在分离条件下的表面结构提供实验方法与理论。同时也为进一步开展高分子表面重构动力学的研究打下基础。

结论摘要：

高分子渗透气化膜表面结构对分离性能起着非常重要的作用。而高分子表面结构随环境而变。了解分离环境下膜表面的真实结构及其变化在膜科学领域有着非常重要的意义。本项目确定了聚合物表面重构行为定量化的参数，重构程度(RD)与重构速率，为进一步开展高分子表面重构动力学的研究打下基础。研究了不同本体结构的聚乙烯醇（PVA）膜在渗透气化分离过程中分离性能的动态行为，证明了膜分离过程的动态行为主要是由表面重构所引起。并将膜分离过程的动态行为与膜表面重构速度、重构程度相关联,发现有较好的相关性。发现了可以利用有机混合物的物理化学性质，通过表面重构来优化膜表面结构，提高膜的分离性能。这对于膜表面结构的设计与优化具有比较重要的意义。研究发现了膜表面的化学改性（羧基化）、表面分子的排列或构象变化等有利于提高膜的分离性能，缩短分离过程中达到平衡的时间。发现了膜的结晶结构、分子链结构、化学基团的种类等都会影响膜在分离过程中的动态行为。这些结果可以为优化与控制膜在分离条件下的表面结构提供实验方法与理论基础。