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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視頻作者：北京曉韜科技有限公司

膜滲透機理

溶解－擴散模型：適用于液體膜、均質(zhì)膜或非對稱(chēng)膜表皮層內的物質(zhì)傳遞。在推動(dòng)力作用下，滲透物質(zhì)先溶解進(jìn)入膜的上游側，然后擴散至膜的下游側，擴散是控制步驟。例如氣體的滲透分離過(guò)程中，推動(dòng)力是膜兩側滲透物質(zhì)的分壓差。當溶解服從亨利定律（見(jiàn)相平衡關(guān)聯(lián)）時(shí)，組分的滲透率是組分在膜中的擴散系數和溶解度系數的乘積?；旌蠚怏w的分離依賴(lài)于各組分在膜中滲透率的差異。溶解-擴散模型用于滲透蒸發(fā)（又稱(chēng)汽滲，上游側為溶液，下游側抽真空或用惰性氣體攜帶，使透過(guò)物質(zhì)汽化而分離）時(shí)，還須包括膜的汽液界面上各組分的熱力學(xué)平衡關(guān)系。

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膜分離技術(shù)的國內外發(fā)展動(dòng)態(tài)

膜分離技術(shù)受到世界各技術(shù)先進(jìn)國家的高度重視，近30 年來(lái)，美國、加拿大、日本和歐洲技術(shù)先進(jìn)國家，一直把膜技術(shù)定位為高新技術(shù)，投入大量資金和人力，促進(jìn)膜技術(shù)迅速發(fā)展，使用范圍日益擴大。膜分離技術(shù)的發(fā)展和應用，為許多行業(yè)如純水生產(chǎn)、海水淡化、苦咸水淡化，電子工業(yè)、制藥和生物工程、環(huán)境保護、食品、化工、紡織等工業(yè)高質(zhì)量地解決了分離、濃縮和純化的問(wèn)題，為循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)提供依托技術(shù)。

首先，我們要加強研發(fā)能力，推動(dòng)膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，依靠科技進(jìn)步，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加品種，擴大應用面。再者，通過(guò)招商引資，引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，提高膜技術(shù)應用的工藝設計、系統成套能力，膜制備和膜組件水平，膜品種及相關(guān)機電產(chǎn)品等方面達到先進(jìn)水平。

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