有机气体分离膜的应用性研究.doc

摘要:利用气体透过膜的速度不同而实现气体分离的过程，称为气体膜分离过程。气体分离膜是近年来发展很快的一项新技术。由于高分子材料的结构和基团不同，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，H2的分离回收，CO2膜分离技术，从石油裂解的混合气中分离氢气、一氧化碳等。因此，关于有机气体分离膜的应用性研究对改善人民生活质量方面的作用和地位具有重要的现实意义。目前，我国在气体膜分离方面主要偏重于膜材料的研究和膜的制备的研究，对于膜组件、装置及过程优化等方面的研究较少，为促进气体膜分离技术在我国的应用及发展，对此应多加关注。本论文是通过研究膜的概念、气体分离膜的种类、有机气体分离膜的种类、有机气体分离膜材料以及气体分离膜的制备工艺等，对有机气体膜分离技术的应用进行了综述。

关键词：有机气体分离膜；分离过程及原理；分离膜材料；制备工艺

目录

摘要

1 前言-1

1.1膜的概念、原理及分类-1

1. 2膜科学与技术的发展-3

1.3气体分离膜-3

1.3.1高分子聚合物膜材料-3

1.3.2无机膜材料-5

1.3.3金属膜材料-5

2气体分离过程及原理-6

2.1气体膜分离过程-6

2.2 分离原理-6

2.2.1微孔扩散模型-6

2.2.2无孔膜的传递-7

2.2.3复合膜和非对称膜的阻力模型-7

2.3 膜形态要求-9

2.4气体分离技术的应用-9

2.4.1 H2的分离回收-10

2.4.2富氮技术-11

2.4.3 CO2膜分离技术-11

2.4.4天然气处理-11

2.4.5有机蒸汽的净化与回收-11

2.4.6 He的分离回收-12

3有机分离膜材料-13

3.1纤维素类膜材料-13

3.2聚二甲基硅氧烷和聚炔类膜材料-13

3.3聚烯烃类膜材料-14

3.4聚碳酸酯类膜材料-15

3.5聚酰亚胺类膜材料-15

3.5.1聚酰亚胺(PI)-15

3.6聚砜类膜材料-17

3.6.1聚砜（PSF）-17

3.6.2聚醚砜(PES)-17

3.6.3含二氮杂萘结构的聚芳醚砜酮(PPESK)-19

4聚合物结构对气体分离性能的影响-20

4.1链结构-20

4.2聚集态结构-20

5气体分离膜的制备工艺-22

5.1相转化膜-22

5.2复合膜的制备-23

6中空纤维膜-24

6.1中空纤维膜的特点-24

6.2中空纤维气体分离膜气体渗透机理-25

6.2.1气体在均质聚合物膜中渗透-25

6.2.1.1宏观模型-25

6.2.1.2微观模型-25

6.2.1.3分子模型-25

6.2.2气体在多孔膜中的渗透-25

6.2.3气体在复合膜中的渗透-26

6.3中空纤维气体分离膜的制备-26

结论-27

致谢-29

参考文献-30