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氣體分離膜的原理

在壓力驅動(dòng)下, 借助氣體中各組分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜內溶解-擴散上的差異, 及滲透速率差來(lái)實(shí)現對某種氣體的濃縮和富集。滲透速率高的氣體常被稱(chēng)為“快氣”,而滲透速率低的氣體組分被稱(chēng)為“慢氣”,因它較多的滯留在原料氣體側而成為剩余氣?！翱鞖狻?、“慢氣”不是絕1對的, 而是針對不同的氣體組成而言。氣體透過(guò)膜是一種比較復雜的過(guò)程。

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氣體分離膜技術(shù)的發(fā)展歷程

1831年，J.V.Mitchell系統地研究了天然橡膠的透氣性，用高聚物膜進(jìn)行了氫氣和二氧化碳混合氣的滲透實(shí)驗，發(fā)現了不同種類(lèi)氣體分子透過(guò)膜的速率不同的現象，首先提出了用膜實(shí)現氣體分離的可能性。1866年，T.Craham研究了橡膠膜對氣體的滲透性能，并提出了現在廣為人知的溶解—擴散機理。雖然在100多年前就發(fā)現了利用膜實(shí)現氣體分離的可能性，但由于當時(shí)的膜滲透速率很低，膜分離難以與傳統的分離技術(shù)如深冷分離法、吸附分離法等競爭，未能引起產(chǎn)業(yè)界的足夠重視。

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結構分類(lèi)

膜分離的效能，取決于膜本身的屬性。膜可分液膜和固體膜。固體膜又可分：①無(wú)機多孔膜，由無(wú)機質(zhì)的多孔材料構成。將膠體和不溶性微粒強制沉積于無(wú)機多孔膜上便制成動(dòng)力形成膜；②合成膜，通常采用醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯等高分子材料制成。合成膜又分為離子交換膜、均質(zhì)膜和多孔膜：①離子交換膜由帶有可電離的陽(yáng)離子或陰離子的高分子材料所構成；②均質(zhì)膜是均勻的高分子薄膜；③多孔膜是在鑄膜液中加發(fā)孔劑，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和凝膠分離而成的。

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