周国庆，吴王锁，周崇阳，田 梅，冯淑娟，邹荣虎

1.兰州大学 核科学与技术学院，甘肃 兰州 730000；2.西北核技术研究所，陕西 西安 710024

聚酰亚胺中空纤维膜对CO2、O2、H2O和Xe的分离性能

周国庆1,2，吴王锁1,*，周崇阳2，田 梅2，冯淑娟2，邹荣虎2

1.兰州大学 核科学与技术学院，甘肃 兰州 730000；2.西北核技术研究所，陕西 西安 710024

为了富集环境中的氙，使用中空纤维膜对气体进行预处理，去除掉大量的杂质气体，如氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气，氙得以浓缩。为此，建立了膜分离实验装置，实验研究了不同的温度、流量、级切、膜数量、连接方式、气源压力等条件下聚酰亚胺中空纤维膜富集氙并去除CO2、H2O和O2等杂质气体的性能。实验结果表明，气体流量和环境温度对膜的分离性能没有明显影响，采用3根或4根膜串联的方式时氙的损失率较小；在级切为2/3时，氙的损失率不大于10%，CO2、H2O和O2的去除率分别不低于99%、90%和90%；空气样品氙的损失率略大于地表下气体样品。

氙；中空纤维膜；分离；去除率；级切

放射性氙同位素监测是全面禁止核试验条约 (CTBT)现场视察中最为直接有效的手段[1]，但空气中放射性氙的含量极低，直接用伽玛谱仪难以探测，需要进行大体积富集。目前，通常采用活性炭变温吸附、多级纯化的方法来富集氙，但由于活性炭吸附氙的能力较低，要获得足量的氙样品，所需的吸附床尺寸较大，且纯化级数较多，造成设备庞大，样品处理周期长，难以满足现场视察的需求。

1 实验部分

1.1 原理和参数

气体膜分离过程中传质驱动力是压力，在膜两侧压力差作用下，气体各组分透过膜的速率不同，从而达到分离[8]，其基本原理示于图1。……