聚酰亚胺气体分离膜的改性研究
聚酰亚胺气体分离膜的改性研究
xxx，xxx
xxxx大学化工学院
摘要：近年来，聚酰亚胺气体分离膜由于其高气体通量以及高选择性受到越来越广泛的研究。本文主要综述了聚酰亚胺膜的特点，针对其高压使用过程中的塑化现象提出改性方法。
关键词：聚酰亚胺；膜；气体分离；改性
Research in modification methods of polyimide
membranes for gas separation
Lijuan Liu, 030090927
Chemical Engineering Institute, East China University of Science and Technology
Abstract: In recent years, polyimide membrane for gas separation has been widely
researched because of high gas permeability and high selectivity. The properties of
polyimide membrane are reviewed. Besides, most of synthesized polyimide under high
pressure will face the problem of plasticization. Therefore, polyimide modification
approaches for gas separation applications are focused.
Keyword: polyimide; membrane; gas separation; modification
1 聚酰亚胺气体分离膜概述
聚酰亚胺（PI）是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，主要由二元酐和二元胺合成[1]，如图1所示，R1为二元酸酐，R2为芳族二元胺。这类聚合物虽然早在1908年就已有报道，但是并未被充分认识。最近几年，聚酰亚胺材料由于其耐热、高强、轻质等特点受到越来越广泛的研究。
图1 PI的化学结构
Fig.1 Chemical structure of PI 分离膜是指对物质具有选择透过性的材料，聚酰亚胺作为分离膜材料具有以下特点[2]： 1）具有很高的热稳定性，使得物质可以在较高温度下通过而得到分离；2）具有高的机械性能，便于制造膜器件的操作；3）高的耐溶剂和其他化学物质的作用；4）具有良好的成膜性，可以在广泛的范围内选择铸膜液和凝固浴的组成；5）由于聚酰亚胺结构的多样性，针对不同的分离对象，可以从大量现有的结构中，选择设计具有高的选择系数，又有高的透过系数的膜材料。
几乎所有现成的、可以成膜的高分子材料都存在一个共同的问题：凡是透气系数大的膜，其选择系数就低；凡是选择系数高的膜，其透气系数就低。聚酰亚胺由于具有上述的优点，同时结构较易设计和合成，所以成为气体分离膜用材料的主要对象之一。
然而，其在高压下的塑化现象会使聚酰亚胺膜的分离系数大大降低，增加运作成本，降低经济效益。这些都极大限制了聚酰亚胺膜材料在气体分离领域的广泛应用。本文针对其塑化现象，通过文献的调研和理论的分析，提出三种改性方法。
2 聚酰亚胺气体分离膜的改性
2.1 分子结构改性
聚酰亚胺是由芳香族或脂肪环族四酸二酐和二元胺缩聚得到的芳香环或者脂肪环高聚物。二酐和二胺的化学结构[3, 4]是影响其透气性的主要因素，通过改变二胺或二酐的化学结构可获得高性能的聚酰亚胺气体分离膜材料。
引入取代基[5-7]有二方面作用，其一是增大自由体积和分子主链的刚性；其二是增大气体的溶解性，二者的协同效应使聚酰亚胺兼具有高透气性和高气体选择系数。例如二酐中引入含氟基团(-CH3)以及含磺酸基的二胺[8-11]。
2.2 交联改性
聚酰亚胺交联形成网络后，链段活动性减小，透气性下降，气体选择性提高．有时交联在减小链段活动性的同时，也可能增大自由体积，导致透气性和气体选择性同时升高[12-14]。并且，交联改性通常会增加聚酰亚胺的抗塑化性能，使聚酰亚胺在苛刻的操作环境下或在高压冷凝性气体的分离时具有更好的性能。常用方法有紫外辐射交联改性[14, 15]、化学交联改性[16]。
2.3 共聚改性
2.3.1 聚酰亚胺/无机纳米粒子共混改性
由于纳米粒子所具有的小尺寸及大的比表面积，使得它在某些方面具有特殊的性质[17-19]。通过无机纳米粒子的加入可以使得聚酰亚胺的性质达到更高的水平。如共混TiO2[20]。
2.3.2 聚酰亚胺/过渡金属有机络合物共混改性
某些过渡金属的有机络合物可在膜材料中均匀分散，形成共混杂化材料，能够有效增大聚合物材料的自由体积，同时过渡金属与聚酰胺酸中的羧基能够部分络合，形成分子链间的交联，可提高其刚性，从而保证气体的选择性在分子链间距增大时不会有较大的下降[21]。
3 结束语
本人从理论上提出了聚酰亚胺气体分离膜抗塑化的改性方法，需要进一步通过实验进行研究和验证。改性方法的提出参考了大量关于聚酰亚胺气体分离膜的文献[22-24]，虽然仍有很多缺陷，但是会不断努力。
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pebax气体分离膜制备及其用于沼气提纯的研究
第
40卷第
2期
2020年
4月膜科学与技术
MEMBRANE SCIENCE AND TECHNOLOGYVol40 No2
Apr 2020
应用研究\
Pebax气体分离膜制备及其用于沼气提纯的研究
任晓灵
1,
任吉中
2,
刘欣艳
1
!
•北京市城市管理研究院生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室，
北京100028；
2.中国科学院大连化学物理研究所，
大连116023)
摘要
：以聚瞇共聚酰胺(Pebax
)为分离层膜材料，采用浸渍涂覆法制备复合气体分离膜，考察
了 Pebax
复合膜对CH4,
C02
和H?
S
等纯气以及一系列浓度的C02/CH4
混合气的渗透分离
性能，并采用螺旋卷式膜分离器错流模型模拟分析Pebax
气体分离膜用于沼气提纯的技术可
行性.实验结果表明，Pebax
膜具有较高的C02
渗透通量和C02/CH4
分离系数.由于C02
的
增塑作用，复合膜对CO2/CH
4混合气的分离系数小于其理想分离系数；不同浓度混合气中
CO?
与CH4
的渗透通量随原料气中C02
分压的增大而增大，而与原料气中C02
的浓度无关.
Pebax
单级膜分离的沼气提纯效果受切割比、压力比等操作条件以及原料气组成等因素的影
响，通过设计两级Pebax
膜分离工艺可将CH4
富集到95%
以上，同时回收90%
的CH4
，改进
膜工艺参数可获得更高的提纯效果，证明Pebax
复合气体分离膜用于沼气提纯CH
4是可
行的
关键词：
聚瞇共聚酰胺；复合气体分离膜；沼气提纯；可行性研究
中图分类号：
TQ028.8;
S216.4
文献标志码：
A
文章编号：
10078924(2020)02008208
doi：
10. 16159/j. cnki. issnl007-8924. 2020. 02. 012
近年来,
厌氧发酵产沼是处理餐厨垃圾的主要
发展方向•但是存在沼气品质不高，不能作为燃气直
接应用的问题•因此,研究和发展沼气提纯技术，
制备高品质生物燃气，尤其是研究CO2/CH
8赢创聚酰亚胺中空纤维分离膜可高效分离氮气
赢创工业集团开发了一款全新的SEPURAN®N2中空纤维
分离膜，可用于高效分离氮气，这一新技术已于2016年初
全面上市。
相较于传统的低温气体分离以及目前的膜工艺，这一新技术
的优势在于较高的灵活性与较低的成本。它可与现有系统相
结合，满足最大需求，亦可直接与压缩空气系统连接，以制
备氮气。此外，赢创SEPURAN®N2分离膜的产能较高而空
气需求量较低，因而能够提供成本低于其他分离膜的解决方
案。
作为一种反应活性较低的惰性气体，氮气在多个工业领域中
被用作保护性气体，如食品行业，或用于航空业中充入飞机
的燃料箱，创造阻燃的环境。在气体分离市场，氮气拥有最
高的市场份额，占比超过40%。
赢创资源效率业务板块SEPURAN®业务全球负责人Goetz
Baumgarten表示：“我们计划借助SEPURAN®N2扩大我
们在定制化膜气体分离系统领域的技术领先地位。”这一技
术的核心——SEPURAN®N2中空纤维分离膜的主要成分
为聚酰亚胺，是一种化学性质与热力学性质极为稳定的高性
能聚合物，由赢创位于奥地利的兰精基地生产。多束又细又长、外形近似意大利通心粉的中空纤维结为一捆，两端采用
专门开发的树脂材料密封，然后装入不锈钢膜壳。这种分离
膜组件长约1.3米，拥有数万束中空纤维，每束的直径为0.5
毫米。
空气的主要成分为78%的氮气与21%的氧气。进行氮气分离
时，压缩空气被注入中空纤维分离膜。比氮分子小的氧分子
可更为轻松地穿过分离膜。氧气不断流出分离膜之外的同时，
中空纤维内的氮气便可达到理想纯度。通过改变注入空气的
流量可控制氮气纯度，流量越低，则氮气纯度越高。许多应
用领域需要纯度达95%至98%的工业氮气，赢创开发的这一
新技术便可于此时大显身手。与其他传统分离膜系统相较，这一新技术所需的膜组件数量
与空气量均较少。较小的压缩机可降低投资成本与能源消耗
量，而更为简易的模块结构则提升了系统的灵活性。
Baumgarten表示：“SEPURAN®N2高效而灵活。较低的
聚酰亚胺的研究概况.doc
聚酰亚胺的研究概况.doc
高分子材料学（论文）题目：聚酰亚胺的研究概况
化工学院高分子材料科学与工程专业
学号
班级材料1102
学生姓名
指导教师
二〇一四年五月
聚酰亚胺的研究概况
摘要：聚酰亚胺（PI）作为一种综合性能优异的材料，已被广泛的应用。本文首先对聚酰亚胺的发展历程，国内目前聚酰亚胺的发展状况做了简单介绍。其次介绍了聚酰亚胺目前比较重要的几种合成方法，着重介绍了聚酰亚胺的性能以及针对其优良的性能聚酰亚胺目前的应用领域。最后，针对聚酰亚胺存在的缺点，根据国内外一些研究状况，列举了目前比较重要几种改性方向。通过本文的介绍，可以对聚酰亚胺有一个系统的认识。
关键词：发展历程；合成；性能；应用；改性
Abstract: As a comprehensive performance excellent
material, polyimide (PI) has been widely used. Firstly, the paper
makes a brief introduction about the development process of
polyimide, and the current domestic development condition.
Secondly, it introduces several more important synthetic
methods about the polyimide, and then introduces the
properties of the polyimide and its e current applications. Finally,
according to its shortcomings and some research at home and
abroad, the paper cites several relatively important direction of the current modification. Through the introduction of this article, you can have a good systematic understanding of polyimide.
聚酰亚胺分离膜的应用
聚酰亚胺分离膜的应用
聚酰亚胺分离膜的应用包括水分离处理、石油分离、电解质分离、高纯度气体分离、高误差度固定溶液分离等。
• 水分离处理：聚酰亚胺分离膜能有效降低淡水和海水的盐分含量，满足纯水的要求，在洁净生产环境中可用于冷凝、水处理和再循环。
• 石油分离：聚酰亚胺膜可用于精炼原油、提纯汽油、滤去汽油中的微量杂质，延长燃料品质稳定性，减少对发动机和燃料系统的损伤，从而提高燃料的利用率和动力性能。
• 电解质分离：聚酰亚胺膜可用于采购加盐水分解，分离电解溶液中的杂质，并向盐水中定量添加NaHC03和其他盐，满足元器件行业和制药业中电解质的各种要求。
• 高纯度气体分离：聚酰亚胺膜用于精炼气体，如氧、氮、氩、氦、氢等，除去污染气体的微量杂质，从而确保气体的纯度。
• 高误差度固定溶液分离：聚酰亚胺膜可用于分离离子及分子，如分离金属离子，萃取酸碱两性物质并保持稳定的分子结构，使固定溶液的性能接近其标准状态，从而达到高精度的要求。
聚酰亚胺的改性及应用进展_孙自淑
DOI :10.16664/ki .issn1008 -0511.2005.05.004 综述专论 SCIENCE & T ECHNO LOG Y IN CHEM ICA L IND UST RY
化工科技,2005,13(5):54～58
聚酰亚胺的改性及应用进展＊
孙自淑1,江天2,马家举1,江棂1
[ 1 .安徽理工大学化工系,安徽淮南 232001 ;2.摩托罗拉(中国)电子有限公司,天津 300457]
摘 要:介绍了聚酰亚胺的合成工艺路线和研究动向,重点介绍了可溶性聚酰亚胺和透明性聚酰亚
胺 。对聚酰亚胺在新领域中的应用进行了概述,尤其采用光敏聚酰亚胺应用于紫外光(U V)固化耐高温
涂料体系的可行性进行了展望。
关键词:聚酰亚胺;改性;紫外光固化
中图分类号:T Q 323.7 文献标识码:A 文章编号:1008-0511(2005)05-0054-05
聚酰亚胺(PI)是分子主链中含有酰亚胺环状 种方法比较新颖,正受到广泛关注。气相淀积PI
结构的环链高聚物,是半梯形结构的杂环化合物。 是二酐和二胺的蒸汽在高温下分别单独送入混炼
PI 最早出现在 1955 年 Edw ardas 和 Robison 的一 室,然后混合生成薄膜,这就是由单体直接合成聚
篇专利中[1]。由于这类高聚物具有突出的耐热 酰亚胺涂层的方法。气相淀积聚酰亚胺或聚酰胺
性、优良的机械性能、电学性能及稳定性能等,其 亚胺具有很低的透氧性。
各类制品如模塑料、复合材料、粘合剂、分离膜等 按合成方法分类,PI有加成型和缩合型。加
已广泛应用于航空航天、电子工业、光波通讯、防 成型聚酰亚胺(API)主要有3类[2]:双马来酰亚
弹材料以及气体分离等诸多领域。 胺(BM I)、纳狄克酰亚胺和含有不饱和基团端基
随着科技的发展,PI的应用面不断地扩大。 的聚酰亚胺。其中,BM I具有成本低、易加工、单
笔者拟从PI的合成方法、结构改性等方面对近年 体活性高、聚合时无小分子放出,成品性能稳定,
聚酰亚胺基气体分离炭膜的进展
第27卷第5期21X17年10月膜科学与技术MEMBPANESCIENCEANDTECHN01.OG丫Vol.271)ctNo.52007
文章编号:1007一8924(2007)05一0097一05
聚Wu亚胺基气体分离炭膜的进展
张兵，，王同华，’，呼立红，，曹义鸣“，邱介山‘’
(1大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室，炭素材料研究室，大连116012;
2.中国科学院大连化学物理研究所，大连116023)
摘要:通过对近十多年来在聚酞亚胺基气体分离炭膜方面所取得成果的评述，探讨了聚6t亚胺的化学结构、成膜方法、热解工艺条件，以及修饰改性等因素对炭膜气体分离性能的影响.
分析了聚跳亚胺基炭膜目前所存在的问题，并对其发展前景进行了展望.关键词:聚既亚胺;炭膜;气体分离
中图分类号:T0028.8文献标识码:A
血翻姗材名邢洲近年来，炭膜作为一种新型膜材料在众多的气体分离膜材料中脱颖而出，它不仅具有发达的介于气体分子尺寸之间的超细微孔结构，对气体分离表
现出极高的选择性和渗透能力，而且还具有耐高温、耐高压、耐腐蚀性等优点〔1,21，炭膜的这些优异性能
是传统有机膜可望不可及的，因此其在许多工业领域显示出具大的发展潜力和应用前景，特别是在氧/氮分离、甲烷/二氧化碳分离以及化学工业有机蒸汽
如烯烃/rx烃的分离等方面[CS,41
图1给出了近十多年来在气体分离炭膜方面发
表的文章情况.可见，炭膜的研究已引起了越来越多研究者的关注，成为膜科学领域的研究热点和前沿.炭膜主要是由含炭物质的有机聚合物作为前体
热解而成.这些聚合物材料包括聚酸亚胺、聚糠醇、酚醛树脂、聚丙烯睛、聚偏二氯乙烯、纤维素等闭.
其中，芳族聚酞亚胺(PI)以其含碳量高、耐热性和耐化学腐蚀性好、气体分离选择性突出等优良性能受
到人们的青睐，在炭膜的研究工作中占据大半壁江山，是炭膜发展历程的典型代表.本文着重总结评述
聚f%IF胺基气体分离炭膜方面的研究及发展趋势.19982000年粉
聚酰亚胺基气体分离炭膜的进展 2
第２７卷第５期 ２００７年１０月 膜科学与技术 ＭＥＭ＿ＨＲＡＮＥ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＤ＝ＨＮ０Ｌ０ＧＹ ＶＯ１．２７ Ｎｏ．５ ＂Ｏｃｔ．２００７
文章编号：１００７—８９２４（２００７）０５—００９７—０５
聚酰亚胺基气体分离炭膜的进展
张 兵 ，王同华 ，呼立红 ，曹义呜２，邱介山
（１．大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室，炭素材料研究室，大连１１６０１２；
２．中国科学院大连化学物理研究所，大连ｌ１６０２３）
摘要：通过对近十多年来在聚酰亚胺基气体分离炭膜方面所取得成果的评述，探讨了聚酰
亚胺的化学结构、成膜方法、热解工艺条件，以及修饰改性等因素对炭膜气体分离性能的影响．
分析了聚酰亚胺基炭膜目前所存在的问题，并对其发展前景进行了展望．
关键词：聚酰亚胺；炭膜；气体分离
中图分类号：ＴＱ０２８．８ 文献标识码：Ａ
近年来，炭膜作为一种新型膜材料在众多的气
体分离膜材料中脱颖而出，它不仅具有发达的介于
气体分子尺寸之间的超细微孑Ｌ结构，对气体分离表
现出极高的选择性和渗透能力，而且还具有耐高温、
耐高压、耐腐蚀性等优点 １ ２】．炭膜的这些优异性能
是传统有机膜可望不可及的，因此其在许多工业领
域显示出具大的发展潜力和应用前景，特别是在氧／
氮分离、甲烷／二氧化碳分离以及化学工业有机蒸汽
如烯烃／烷烃的分离等方面【３．４ Ｊ．
图ｌ给出了近十多年来在气体分离炭膜方面发
表的文章情况．可见，炭膜的研究已引起了越来越多
研究者的关注，成为膜科学领域的研究热点和前沿．
炭膜主要是由含炭物质的有机聚合物作为前体
热解而成．这些聚合物材料包括聚酰亚胺、聚糠醇、
酚醛树脂、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、纤维素等 Ｊ．
其中，芳族聚酰亚胺（ＰＩ）以其含碳量高、耐热性和耐
化学腐蚀性好、气体分离选择性突出等优良性能受
到人们的青睐，在炭膜的研究工作中占据大半壁江
山，是炭膜发展历程的典型代表．本文着重总结评述
聚酰亚胺气体分离膜
聚酰亚胺气体分离膜
1背景介绍
近年来，人类对环保和能源问题越来越关注。其中之一是气体的
分离和纯化技术。传统的分离方法主要是通过物理或化学的方式来分
离混合气体，例如膜分离、吸附分离、渗透分离、液相分离和气相分
离。其中，聚酰亚胺气体分离膜由于其优异的气体选择性、气体通
量、耐热性、耐腐蚀性、稳定性等特性，已经成为目前应用最广泛的
气体分离材料之一。
2聚酰亚胺气体分离膜的制备方法
聚酰亚胺气体分离膜主要是通过聚合物膜的制备方法进行制备
的。制备方法主要有：
1.溶液浇铸法。将聚酰亚胺聚合物溶解于极性溶剂中制备成薄
膜。
2.静电纺丝法。将聚酰亚胺聚合物溶解于非极性溶剂中，通过在
高电压下制备成纤维膜。
3.层层自组装法。将聚酰亚胺聚合物和反离子通过静电层压、离
子交换等方法依次制备成薄膜。
3聚酰亚胺气体分离膜的应用领域
聚酰亚胺气体分离膜在以下领域得到了广泛应用：1.氢气的提纯。聚酰亚胺膜可以选择性地分离出氢气中的杂质气
体，得到高纯度的氢气。
2.空气分离。聚酰亚胺膜可以实现空气中氧气、氮气和二氧化碳
的分离，用于空气分离和制氧制氧的领域。
3.烃类分离。聚酰亚胺膜可以高效地分离出不同分子量的烷烃、
烯烃和芳香烃，应用于炼油、化工等领域。
4.二氧化碳捕集。聚酰亚胺膜可以高效地分离出二氧化碳，用于
二氧化碳的捕集和制备等领域。
4聚酰亚胺气体分离膜的未来发展方向
目前，聚酰亚胺气体分离膜的研究热点主要集中在以下方向：
1.提高气体选择性和气体通量。优化聚酰亚胺聚合物的结构、制
备工艺和膜结构，提高膜的性能。
2.开发新型的聚酰亚胺气体分离材料。通过改变聚酰亚胺聚合物
的结构、合成新型聚酰亚胺聚合物等方式来获得更优异的气体分离材
料。
3.制备大面积的聚酰亚胺气体分离膜。通过改进制备工艺、提高
膜的稳定性和耐用性等方式，制备大面积的聚酰亚胺气体分离膜，拓
展其应用领域。
4.与其他分离技术结合。聚酰亚胺气体分离膜与其他分离技术结
合，例如吸附分离、渗透分离等，可以提高气体分离效率和纯度，拓
碳分子筛膜的微观结构调变与气体分离性能优化研究进展
第41
卷第2
期
2021
年4
月膜科学与技术
MEMBRANE SCIENCE AND TECHNOLOGYVol41 No2
Apr 2021
专题综述$
碳分子筛膜的微观结构调变与气体分离性能
优化研究进展
樊燕芳
.，王启祥
2,崔峻巍
1
收稿日期
：2020-09-14
；修改稿收到日期
：2020-11-17
基金项目：国家自然科学基金(21978321,21506252
)
第一作者简介
：樊燕芳(1985-
)，女，山西原平人，副教授,
yanfang. fan@ cup. edu cn
引用本文：樊燕芳，王启祥,崔峻巍•碳分子筛膜的微观结构调变与气体分离性能优化研究进展膜科学与技术2021
41
(2
)：117—126
Citation
：FanYF"WangQX"CuiJW RecentprogressoftailoringmicrostructureanVgasseparationperformanceofcar-
bonmolecularsievemembranes'J(MembraneScienceanVTechnology(Chinese) 202141(2)
：117—126(1.中国石油大学(北京)化学工程与环境学院，北京102200；
2.中国石油新疆油田分公司实验检测研究院，克拉玛依834000)
摘要
：碳分子筛(CMS
)膜作为新型无机多孔膜，高渗透系数、高选择性的优势使其具有代替传
统气体膜分离材料的广阔前景.深刻认知CMS
膜的形成机理，阐明前驱体结构与CMS
微观
结构及分离性能的关联机制能够实现CMS
膜微观结构调控、气体分离性能优化的目标.系统
总结了近十年来CMS
膜的制备工艺、新型CMS
膜前驱体的选择思路及设计制备现状，重
4
介绍了基于聚酰亚胺、自具微孔聚合物CMS
膜的制备;探讨了实现CMS
膜性能优化的主要
调控手段，着重介绍了前驱体交联改性对CMS
膜结构与性能的调控；通过分析CMS
膜实现
放大生产的制约因素，总结了 CMS
第九章气体分离膜
第九章 气体分离膜
第一节 概述
气体膜分离进程是一种以压力差为驱动力的分离进程，在膜双侧混合气体各组分分压差的驱动下，不同气体分子透过膜的速度不同，渗透速度快的气体在渗透侧富集，而渗透速度慢的气体那么在原料侧富集。气体膜分离正是利用分子的渗透速度差使不同气体在膜双侧富集实现分离的。
1831年，J.V.Mitchell系统地研究了天然橡胶的透气性，用高聚物膜进行了氢气和二氧化碳混合气的渗透实验，发觉了不同种类气体分子透过膜的速度不同的现象，第一提出了用膜实现气体分离的可能性。1866年，T.Craham研究了橡胶膜对气体的渗透性能，并提出了此刻广为人知的溶解—扩散机理。尽管在100连年前就发觉了利用膜实现气体分离的可能性，但由于那时的膜渗透速度很低，膜分离难以与传统的分离技术如深冷分离法、吸附分离法等竞争，未能引发产业界的足够重视。
从20世纪50年代起，科研工作者开始进行气体分离膜的应用研究。1950年S.Weller和W.A.Steier用乙基纤维素平板膜进行空气分离，取得氧浓度为32%~36%的富氧空气。1954年D.W.Bubaker和K.Kammermeyer发觉硅橡胶膜对气体的渗透速度比乙基纤维素大500倍，具有优越的渗透性。1965年S.A.Stern等为从天然气中分离出氦进行了含氟高分子膜的实验，并进行了工业规模的设计，采纳三级膜分离从天然气中浓缩氦气。同年美国Du Pont公司初创了中空纤维膜及其分离装置并申请了从混合气体中分离氢气、氦气的专利。
气体膜分离技术的真正冲破是在70年代末，1979年美国的Monsanto公司研制出“Prism”气体膜分离裝置，“Prism”μm左右，远比均质膜薄，因此其渗透速度大大提高；硅橡胶涂层起到修补底膜皮层上的孔缺点的作用，以保证气体分离膜的高选择性。“Prism”气体膜分离裝置自1980年商业应用以来，至今已有上百套装置在运行，用于合成氨弛放气中氢回收和石油炼厂气中氢回收。