在压力驱动下， 借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解-扩散上的差异，气体膜透过设备价格， 及渗透速率差来实现对某种气体的浓缩和富集。渗透速率高的气体常被称为“快气”，而渗透速率低的气体组分被称为“慢气”，气体膜透过设备厂家，因它较多的滞留在原料气体侧而成为剩余气。“快气”、“慢气”不是绝1对的， 而是针对不同的气体组成而言。气体透过膜是一种比较复杂的过程。
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膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。膜分离与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜（mf）、超滤膜（uf）、纳滤膜（nf）和反渗透膜（ro）等；根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜：无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜，有机膜是由高分子材料做成的，如---纤维素、芳香族聚---、---砜、聚氟聚合物等等。
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1831年，j.v.mitchell系统地研究了天然橡胶的透气性，气体膜透过设备，用高聚物膜进行了氢气和---混合气的渗透实验，发现了不同种类气体分子透过膜的速率不同的现象，首先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，并提出了现在广为人知的溶解—扩散机理。虽然在100多年前就发现了利用膜实现气体分离的可能性，但由于当时的膜渗透速率很低，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，未能引起产业界的足够重视。
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