膜分离技术是一种节能高效的分离技术,在21世纪得到飞速的发展。中空纤维气体分离膜拥有能耗少、占地少、投资低、容易安装等优点,在石油、冶金、机械、航天、食品保鲜等领域有着极其广阔的应用前景。如从空气中收集氧,从合成氨尾气中回收氢,从石油裂解气中分离氢、一氧化碳,从烟气中收集二氧化碳等。本课题旨在开发一种可以工业化的中空纤维气体分离复合膜。这种分离膜应具备较高的气体通量和较高的气体选择性。首先我们选择亲水性较好的聚丙烯腈采用干-湿相转化法制备中空纤维超滤膜,之后采用浸涂法在膜丝的表面涂覆硅橡胶或Pebax聚合物作为分离层。通过SEM观察中空纤维复合膜的形貌,分析了涂覆液(硅橡胶、Pebax)的浓度、粘度、有机溶剂、膜丝的存放时间等因素对气体分离性能的影响。还通过水接触角、DMA和平板膜的性能测试对增粘剂CRA对复合膜层间黏附性能做了研究。最终得到具备不同N2、O2、CO2气体通量和不同CO2/N2、O2/N2选择性的聚丙烯腈中空纤维复合膜。通过优化配方,得到了 CO2的通量高达超过3000 GPU的单层涂覆复合膜,另外还得到了CO2/N2选择性29.0的复合膜。本文对多丝涂覆做了研究,设计并制作了可以一次性涂覆50 m膜丝的多丝涂覆装置。对膜丝进行了气体性能测试,其性能和单丝涂覆性能接近,实现了大规模制备中空纤维复合膜的目标。