气体分离膜技术的发展历程

1831年，J.V.Mitchell系统地研究了天然橡胶的透气性，用高聚物膜进行了氢气和二氧化碳混合气的渗透实验，膜透过检测设备，发现了不同种类气体分子透过膜的速率不同的现象，首先提出了用膜实现气体分离的可能性。1866年，T.Craham研究了橡胶膜对气体的渗透性能，并提出了现在广为人知的溶解—扩散机理。虽然在100多年前就发现了利用膜实现气体分离的可能性，但由于当时的膜渗透速率很低，膜分离难以与传统的分离技术如深冷分离法、吸附分离法等竞争，未能引起产业界的足够重视。

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结构分类

膜分离的效能，取决于膜本身的属性。膜可分液膜和固体膜。固体膜又可分：①无机多孔膜，由无机质的多孔材料构成。将胶体和不溶性微粒强制沉积于无机多孔膜上便制成动力形成膜；②合成膜，通常采用醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯等高分子材料制成。合成膜又分为离子交换膜、均质膜和多孔膜：①离子交换膜由带有可电离的阳离子或阴离子的高分子材料所构成；②均质膜是均匀的高分子薄膜；③多孔膜是在铸膜液中加发孔剂，经过蒸发和凝胶分离而成的。

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多孔膜又分为非对称膜和复合膜

①非对称膜的膜体可分为表皮层和支撑层：表皮层质地致密，厚度很小（0.1～0.2μm），但它决定了膜的选择性和渗透性能；支撑层具有多孔结构，它提供必要的机械强度。膜的结构可通过调节铸膜液组成和凝胶形成条件予以控制。

②复合膜是以多孔膜作支撑层，覆以极薄的表皮层。用于工业分离的合成膜，膜透过检测设备报价，可制成片状、管状和中空纤维状等，因此膜分离设备也随之具有多种结构形式。膜的结构形态，通常借助于电子显微镜技术、电子透射或扫描来观察。

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