气体分离膜是近年来发展很快的一项新技术。不同的高分子膜对不同种类的气体分子的透过率和选择性不同，因而可以从气体混合物中选择分离某种气体。如从空气中收集氧，从合成氨尾气中回收氢，从石油裂解的混合气中分离氢、一氧化碳等。
按照分离机理，气体分离膜大致可分为3类
1.“单一”溶解-扩散膜
这类膜传质过程为：上游气相中气体分子首先溶解于膜，然后扩散过膜，最后在下游气相中解吸。这类膜可进一步分为3种：聚合物溶解-扩散膜、分子筛和表面选择流膜。
聚合物溶解-扩散膜是商业应用膜的主要材料，多为玻璃态聚合物与像胶态聚合物。玻璃态聚合物优先透过小的非可凝性气体，如H2、N2和CH4等；像胶态聚合物优先渗透透大的可凝性气体，如丙烷和丁烷。
聚合物溶解-扩散膜较其他膜材料更具经济性，是气体分离用膜的主要材料，其主要问题是高温、高压及存在高吸附性组分时，稳定性会受到影响。
分子筛膜材料是另一种选择，主要借助分子大小差异实现分离。这类膜具有非常小的、可排斥某些分子的超微孔，而允许另一些分子通过。实验室研究表明这类膜的渗透性能吸引力。然而，这类膜加工困难，易碎，制造费用昂贵。
表面选择流膜 有利于较大渗透物透过膜，而截留较小的组分。这类分离可通过表面选择流膜实现。这类膜具有纳米孔隙，在孔隙表面上对吸附能力较强的组分选择吸附，然后吸附组分通过孔表面扩散。由于吸附分子在膜孔中不产生空隙，从而对小的非吸附组分的传递产生阻力。最近，研究人员正在使用表面选择流机理的膜组件进行中间放大试验。
2.“复杂”溶解-扩散膜
这类膜类似于“单一”溶解-扩散膜，但分离机理较“单一”溶解-扩散膜复杂。可以进一步分为2类：促进传递膜和氢分离用钯（合金）膜。
促进传递膜 优点是：在低的浓度推动力下即可实现高的渗透性能，选择性高；缺点是稳定性差，至今尚无工业化应用。
钯基膜 其对氢具有很高的选择性。氢分子在钯膜表面吸附解离，形成具有部分共价键的钯杂化物；然后原子氢在金属内部扩散过膜，并在膜下游重新结合为氢分子。由于纯钯膜经多个氢吸附和脱附循环后会发生氢脆，常用钯合金代替。这类膜的典型用途是作为膜的反应器，结合某些反应在一个单元中完成氢的产生和分离。
3.离子导体膜
由离子导体材料制成，其中最重要的是固体氧化物膜和质子交换膜。
固体氧化物膜 可分为2类：混合离子电子导体（MIEC）和固体氧化物。MIEC能够传导氧离子和电子，用于需要氧或氧离子的非电化学过程。固体氧化物则仅传导氧离子，不传导电子，这种情况下，电子通过外电路传导，产生电能。氧的传递过程包括2个气-膜表面的电化学反应和氧离子透过固体氧化物膜等3个步骤。与聚合物膜相比，这类膜具有高的选择性和通量，但需要高温（700℃）下操作，大规模应用前需要解决高温密封，以及膜对温度的敏感性等问题。
质子交换膜 从某种意义上说是固体氧化物的类似物，也是只传导质子，不传导电子。膜材料可以为聚合物或无机物，为Nafion（噶种磺化聚合物）。这类膜已在燃料电池中获得应用。
SYSTESTER思克SMT-275 膜分离测试分析仪专业用于分离膜对各种气体的透过率、选择性、分离率的定性定量测定，包括：1.分离膜单一、混合气体的气体透过率测定。2.分离膜多组分气体选择性、分离率的测定。气体膜分离技术是利用原料混合气体中不同气体对于高分子聚合物气体分离膜材料本身具有不同的渗透率，以高分子聚合物气体分离膜两侧气体的压力差为推动力，在渗透侧得到渗透率大的气体富集的物料，在为渗透侧得到不易渗透气体富集的分离气，从而达到气体分离的目的。满足广大科研机构与院校对高分子聚合物气体分离膜材料的阻隔性能研究需求。
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