80年代出现的“阻力型”,“复合型”膜研究中得出理想的气体分离膜结构必须满足以下条件:非对称膜的表皮层必须致密无缺陷,以保证气体的传质特性由溶解-扩散机理控制,实现最高的分离选择性;非对称膜的表皮层必须尽可能薄,以取得最大的气体透过速率;支持层除了具有一定的机械强度外,还要对气体传递阻力小,否则同样会严重降低膜的气体选择性及透气速率。为了满足气体分离膜特有的形态结构,必须引进后处理过程,如“阻力型”膜的堵孔过程、CA膜的热处理及溶剂交换过程、“复合型”膜的复合过程等,这些“后处理”无疑增添了制膜过程的复杂性,且难以达到膜材质的最高分离性能。到90年代Pinnau等人通过强化对流传递促进初生膜表皮干相分离,然后浸入凝固浴湿相转化制得表皮层薄到27mm且基本无缺陷的聚醚砜非对称膜,不仅透气量增高,且基本达到膜材料的特性分离系数(CO2/N2=59);VantHof等采用双凝固浴法,初生膜先浸入弱非溶剂少许时间,使表层浓度提高,随后转入强非溶剂中使整个膜凝固,与Pinnau的膜相比,表皮层要厚些,但同样无需硅橡胶堵孔获得聚醚砜的特性气体分离系数(CO2/CH4≈50)。5CO2/CH4分离膜的发展方向按照Koros等提出的化学改性规则合成新的链结构聚酰亚胺,6FDA型被认为是最有前途的,但必须解决高压条件下膜性能衰减的不足。成膜技术应寻求较为简单、易大规模生产的、制备理想形态结构气体分离膜的方法。目前,国内走向工业化还面临许多技术上的障碍。但是,随着气体膜分离技术也在飞速发展,出现的新科技也随之增多,目前发展趋势主要有以下几个方向:材料经过研究表明,聚合物的渗透性和选择性是相反的,也就是说当聚合物的选择性加强的时候,其渗透量就减少了,这样的特性就导致其无法进行大规模生产。正因为这样,科研工作者致力于新的聚合物材料的研究以克服一般聚合物的缺陷,目前研发的聚酰亚胺就是一个典型的例子。
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