苯酚作为工业含酚废水中的主要污染物，其强腐蚀及难降解的特性，对环境及人类健康构成严重威胁。从工业价值及环境危害性等角度考虑，苯酚的分离、回收具有重要意义。渗透汽化方法作为一种新型的膜分离技术，相对精馏、吸收等传统分离工艺具有操作简单、节能、无二次污染等优点，从而受到广泛关注。通过本课题组之前的工作，发现PEBA-2533对苯酚的渗透汽化效果更好，且将渗透汽化技术与结晶工艺耦合，能够回收得到高纯度的结晶苯酚。由此可见，研究PEBA-2533膜材料的传质特性并提高其渗透汽化效果具有十分重要的意义。本文使用Materials studio(MS)软件对PEBA-2533膜的扩散特性进行研究，并通过膜改性方法制备PEBA/MCM-41杂化膜用于提高渗透汽化性能。利用MS软件构建PEBA-2533模型，并通过玻璃化转变温度(Tg)及X射线衍射图谱(WAXD)对模型、力场的合理性进行验证。构建原料液与膜材料界面模型，通过分子动力学模拟考察苯酚、水分子在膜表面的运动情况，从分子角度考察PEBA-2533膜材料对苯酚的优先吸附性及膜溶胀过程；构建空白PEBA-2533及不同实验条件下的溶胀模型，考察膜结构与扩散过程的内在联系。使用自由体积分数(FAV)、孔径分布(CSD)及均方位移(MSD)对膜结构、原料液分子的运动进行分析；对比不同温度下苯酚、水分子在膜中扩散系数的模拟值与实验值，进一步证实模拟结果的可靠性。结果表明，苯酚分子与PEBA-2533膜具有更强的亲和力，与水分子相比，能够更快地吸附到膜表面；此外膜链段运动性增强，体积扩张，使得原料液分子更易进入膜内，发生溶胀。原料液浓度升高，膜的溶胀导致膜内自由体积分数增大，且孔穴尺寸变宽，提高了原料液分子的扩散性能；原料液温度升高，溶胀程度降低，使得膜内自由体积分数减少，且孔穴变窄，不利于分子扩散，但由于分子自身热运动因温度升高而增强，二者共同作用使得分子运动性增大。对比扩散系数的实验值与模拟值发现，二者吻合较好，说明模拟结果是可靠的，并且分子动力学(MD)方法适用于研究渗透汽化过程中膜的扩散特性。将介孔MCM-41颗粒填入PEBA-2533膜中，制备PEBA/MCM-41杂化膜，并用于分离稀水溶液中的苯酚。采用SEM、FT-IR、TGA对膜的形貌、化学结构及热稳定性进行了表征。考察了MCM-41填充量对膜的吸附、扩散及渗透汽化分离性能的影响。此外，还考察了原料液浓度、温度对渗透汽化性能的影响。结果表明：MCM-41与PEBA-2533之间属于物理交联，制备的杂化膜无缺陷；填充MCM-41使膜溶胀性能及扩散分离因子增大，溶胀度可提高43%；随MCM-41填充量的增加，渗透通量增大，分离因子基本不变；当填充量达到4%时，膜的分离效果最佳，苯酚通量提高21%。苯酚、水的扩散系数结果证实，填充MCM-41使分子在膜中的扩散速率增大。当原料液浓度增大时，通量增大，分离因子降低；通量、分离因子均随温度升高而增大。