1、優(yōu)化分離膜制備條件可以提高膜的性能，擴大其應用范圍，具有十分重要的意義。目前，膜制備條件的優(yōu)化方法以正交試驗和單因素實驗法為主，即在多種條件下制備膜，根據(jù)膜的性能及其變化趨勢優(yōu)化制備條件。這種方法實驗工作量大，只能得到較優(yōu)的制備條件。因此，建立普適的膜制備條件與性能之間關系的數(shù)學模型，具有十分重要的意義。本研究基于Flory-Huggins理論分析得到了多種添加劑的最大加入量，制備了多種條件下的聚醚酰亞胺(PEI)超濾膜，并使用純水通量

2、截留率測定實驗與圖像分析兩種方法對膜進行了表征。利用這些基礎數(shù)據(jù)，建立了優(yōu)化PEI超濾膜制備條件的反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(BPNN)和遺傳算法(GA)混合模型。該模型預測了不同制備條件下PEI超濾膜和聚二甲基硅氧烷(PDMS)/陶瓷滲透汽化復合膜的性能，與實驗數(shù)據(jù)吻合良好，具有較好的普適性。還預測出了高純水通量與期望截留率的PEI超濾膜和高滲透通量與期望選擇性的PDMS/陶瓷滲透汽化復合膜的制備條件。該模型減少了實驗量，實現(xiàn)了根據(jù)需要進行膜的

3、設計制備。
　　利用Flory-Huggins理論研究了PEI為聚合物，N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑，水(H2O)為非溶劑，乙醚(DE)、聚乙二醇(PEG400)、正丁醇(BuOH)和丁內酯(GBL)為添加劑的鑄膜液體系的成膜熱力學過程，計算得到了H2O/DMAc/PEI、DE/DMAc/PEI、PEG400/DMAc/PEI和BuOH/DMAc/PEI體系的雙節(jié)線和旋節(jié)線，分析得到了H2O、DE、PEG400和BuOH

4、的最大加入量，并根據(jù)鑄膜液的熱力學性能進行了膜的制備實驗。使用MATLAB軟件開發(fā)了膜孔結構參數(shù)統(tǒng)計程序，對膜的表面掃描電鏡照片進行分析，得到了膜的平均孔徑、最大孔徑和離散孔徑等參數(shù)。提出利用離散孔徑與篩分方程計算膜的截留曲線、截留分子量和截留分子尺寸比利用平均孔徑準確，并通過牛血清白蛋白(BSA)和葡聚糖分子的截留實驗進行了驗證。
　　在上述實驗數(shù)據(jù)的基礎上，分別建立了BPNN和徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(RBFNN)模型回歸相轉化法五個關

5、鍵超濾膜制備條件（PEI濃度、添加劑種類與濃度、停留蒸發(fā)時間、凝膠浴溫度）與純水通量、BSA截留率之間的關系。BPNN易陷于局部極值，模型多次收斂結果差別較大;而RBFNN的容錯性不理想，本研究結合BPNN很強的局部收斂能力與遺傳算法優(yōu)異的全局尋優(yōu)能力建立了BPNN-GA混合模型，并用“試差法”得到了較優(yōu)的模型結構參數(shù)。盡管多種添加劑的成膜機理各異，膜性能變化趨勢多樣，但是BPNN-GA混合模型都能準確預測膜的純水通量與BSA截留率，大

6、部分測試數(shù)據(jù)的偏差都小于10％，證明該模型的預測精度良好。該模型還預測出GBL是本研究BuOH、DE、PEG400、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和GBL中制備PEI超濾膜最優(yōu)的添加劑，預測出截留率為80-90％，純水通量高達1.15-0.95 m3·m-2·h-1的超濾膜的制備條件，與實驗結果吻合良好。
　　為了進一步考察BPNN-GA混合模型的普適性，本研究利用文獻中的實驗數(shù)據(jù)預測了不同制備條件下PDMS/陶瓷滲透汽化膜的性能，并與