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高效液体分离是化工分离领域的重大挑战,也是现代化工可持续发展的重大需求。膜技术以其低能耗和低碳清洁等特点,在液体分离中具有重要发展前景。高性能分离膜是液体分离膜技术的核心。为实现膜过程的强化,需从分子水平深入揭示膜内传质机制,从材料选择和结构设计出发研究构效关系。本研究面向生物醇脱水这一可再生能源领域中的重大需求,开发了基于共价有机框架（COFs）材料的分离膜,提出了通过膜内仿生多级结构构建及调控实现多重传质机制协同优化的策略。采用多种成膜方法,制备了具有仿生梯度结构的高分子/COFs杂化膜和具有仿生异质结构的COFs膜,实现了多重传质机制（溶解机制、扩散机制和限域传质机制）协同优化,强化了膜醇/水分离性能,为膜多级结构设计与高性能液体分离膜制备提供了理论基础和技术支持。主要研究内容及结果如下:高分子/COFs杂化膜内仿生梯度结构构建及调控与多重传质机制协同优化:（i）通过慢速溶剂蒸发法制备了海藻酸钠/COFs杂化膜,实现了COFs在膜内的梯度分布;（ii）通过非溶剂诱导相分离法（NIPS）制备了聚醚砜/COFs杂化膜,实现了具有梯度孔结构杂化膜的可控制备;（iii）通过NIPS和表面偏析法制备了聚醚砜/COFs功能梯度膜,研究了杂化膜内COFs梯度分布的形成机理,对表面偏析过程进行了动力学调控,实现了COFs梯度分布的可控调节。COFs在膜内的梯度分布强化了水分子在膜内的溶解过程和扩散过程。此外,高分子和COFs具有良好的界面相容性,膜内高分子/COFs界面及COFs孔道提供了大量的限域空间,实现了多重传质机制的协同优化。所制备的杂化膜应用于乙醇/水（90/10wt%）分离,76 oC下,渗透通量均高于2.30 kg m-2 h-1,分离因子均高于1100。COFs膜内仿生异质结构构建及调控与多重传质机制协同优化:（i）通过真空辅助自组装和界面合成相结合的方法制备了具有双层结构的COFs膜。膜上层为亲水、多微孔COFs层,下层为疏水多介孔COFs层,分别强化了水分子在膜内的溶解过程和扩散过程。此外,双层COFs间限域界面提高了对水分子的扩散选择性,进而实现了多重传质机制的协同优化。（ii）通过一维纤维素纳米纤维（CNFs）和二维COFs进行组装,制备了具有混合维度结构的COFs膜。CNFs和COFs分别强化了水分子的溶解过程和扩散过程。CNFs/COFs界面形成限域微孔结构,提高了水分子的扩散选择性,进而实现了多重传质机制的协同优化。所制备的膜应用于正丁醇/水（90/10 wt%）分离,80 oC下,渗透通量最高达8.53 kg m-2 h-1,分离因子达3876。