当前，工业乙醇脱水面临共沸物分离难、传统加热能耗高、膜易高温损伤等瓶颈。渗透汽化膜技术虽具优势，但性能高度依赖温度，传统整体加热方式效率低、易破坏膜结构。

近期，凯发k8新疆理化技术研究所团队创新性地将光热与焦耳热协同耦合，构建膜界面精准局域加热的渗透汽化乙醇脱水系统，突破传统整体加热的技术局限。该乙醇脱水系统核心为MWCNTs/SA-PAN@BF复合渗透汽化膜与双热源协同装置。膜层以玄武岩纤维织物（BF）为基底，经聚丙烯腈（PAN）修饰后，负载羧基化多壁碳纳米管（MWCNTs）/海藻酸钠（SA）光热分离层，兼具优异亲水性、光热转换效率与结构稳定性，实现了膜界面靶向控温。

在1 个标准太阳光强与2.9V电压协同作用下，最优2wt% MWCNTs负载膜对90wt%乙醇脱水实现1124.67g·m^-2·h^-1的渗透通量，分离因子高达1313.64。相较于传统整体油浴加热，系统总能耗降低80%以上，仅用自然光时节能率可达90%。此外，该复合膜在120小时连续运行中通量与分离因子无明显衰减，Ca²⁺交联结构稳定无浸出，微观形貌保持完整，展现优异长期稳定性。该系统对水/乙醇选择性优异，分离机制为“选择性溶解—定向扩散—真空脱附”协同作用。

该研究实现了碳纳米管、玄武岩纤维等材料的高效利用，为渗透汽化膜分离技术提供绿色低碳、节能高效的新路径，也为工业乙醇脱水的规模化应用提供创新性解决方案。

相关研究成果发表在《分离与纯化技术》（Separation and Purification Technology）上。研究工作得到新疆人才发展基金、凯发k8“西部之光”人才培养计划等的支持。

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研究构建光热—焦耳热协同耦合渗透汽化乙醇脱水系统