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（PV）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。针对这些难题，中国科学院新疆理化技术研究所科研人员创新性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；装置以不锈钢网兼具密封垫片与焦耳加热层功能，实现膜界面靶向控温。在1个太阳光照2.9 V 电压协同作用下，最优2 wt% MWCNTs 负载膜对90 wt% 乙醇脱水实现1124.67 g·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。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。本研究既实现碳纳米管、玄武岩纤维等材料的高效利用，也为渗透汽化膜分离技术提供绿色低碳、节能高效的新路径，为工业乙醇脱水的规模化应用提供创新性解决方案。

相关研究成果发表于国际期刊《分离与纯化技术》（Separation and Purification Technology），新疆农业大学联合培养硕士研究生马文睿和中国科学院新疆理化技术研究所博士研究生陈卓为共同第一作者，新疆农业大学麦麦提・斯马义，中国科学院新疆理化技术研究所吴金成、阿卜杜克热木・喀迪尔为论文共同通讯作者。该研究工作得到新疆人才发展基金、国家科技部-外国专家青年人才计划、中国科学院西部之光计划等项目资助。

（原文链接）