将化工热力学、高分子溶液物理化学理论和膜分离材料研究相结合，利用溶剂在高分子膜中渗透过程起支配作用的物性-溶解度和扩散系数作为桥梁，沟通分子体系微观基团特性（基团化学组成、体积、表面积、荷电结构、基团间相互作用等）和膜分离宏观性质（选择性、渗透通量）间的联系。提出体现高分子材料的化学构造、膜结构、膜分离性能间有机联系的新型理论体系，描述溶剂渗透过程的传质规律。把状态方程理论和自由体积理论相结合，借助于计算化学方法和正电子湮灭法的实验结果，建立溶剂扩散系数新模型；使用基于基团贡献法的相平衡理论计算溶解度。通过计算机模拟计算协调渗透通量、选择性和膜材料稳定性关系，确定最佳膜分离材料，指导清洁燃油生产过程的高效脱硫、脱芳烃的膜分离材料选择，并制备具有"充填型"构造的有机溶剂混合物分离膜。研究成果对于膜分离科学理论体系形成和促进膜技术发展具有重大理论价值和现实意义。