张子贤 武福平 马凯 李世勇 刘帅虎

摘要：本文介绍了气态膜分离技术的机理，综述了气态膜的几种应用领域，提出了扩大气态膜分离技术应用的思路。

关键词：气态膜；传质机理；应用现状

除固相膜、液膜外，气态膜是第三种膜分离技术，其分离介质为气体，不仅适用于从水溶液中提取和分离挥发性有机物，也适用于从水溶液中回收和分离挥发性无机物。

气态膜的概念由Watanable和T.Mi gauchi于1976年提出。对气态膜的研究，始于20世纪80年代，M.Jmai等人利用气态膜分离水中的I2和NH3。近年来对气态膜的分离机理、应用及膜分离的影响因素已有相当多的研究。

1、气态膜的分离机理

与膜吸收过程类似，气态膜分离多利用疏水性微孔聚合物膜，在两种水溶液之间形成稳定的气体薄层，膜一侧原料液中的易挥发组分在膜-水界面处挥发，并扩散透过膜孔而被另一侧的吸收液吸收。而原料液中非挥发性溶质不能浸润并进入疏水膜。

气态膜传质包括以下步骤：（1）原料液边界层的扩散；（2）原料液与膜孔中气相界面上的挥发；（3）膜孔中的扩散；（4）膜孔中气相与吸收液界面上的溶解与吸收；（5）吸收液边界层中的扩散过程。

以H2S的分离为例，如图1所示，气态膜左侧为含H2S的料液，右侧为NaOH溶液，由于膜材料为疏水性，左右两侧的酸性和碱性溶液不会混合，水合离子状态的溶质不能透过膜孔，而挥发性的H2S可以通过膜孔扩散到另一侧进行吸收和富集。

气态膜在传质过程中的阻力，主要由3个局部阻力构成：挥发性气通过膜左侧迁移的传质阻力、挥发性气体在膜孔气态介质中的扩散阻力、和挥发性气体通过膜右侧迁移的传质阻力。……