文 献 综 述

1 引言

气体的净化涉及了工业原料气、尾气和废气这三个方面的净化。工业原料气净化的最终理想是除去对后面的生产工序有害的物质，如合成氨的原料气脱H₂S、脱CO₂，石油气脱H₂S等，这么做是为了防止催化剂的中毒或者因副反应而产生杂质。尾气和废气的净化如锅炉的烟气、冶炼的废气脱除SO₂、硝酸的尾气脱除NO_x等，这些处理都是为了保护人类赖以生存的地球^[1]。保护环境和可持续发展，这是当今国际社会的共同认知，化学工业的持续发展不能以牺牲地球环境为代价。不同于传统化工的形象，绿色化工的目的在于实现单元操作的”绿色化”^[2]，同时在此为基础上对系统生产的优化和改良，最终实现化工生产整体的”绿色化”。

纵观中国气体净化的整个发展长河，即使在开发、引进和应用的过程中或许没有一个具体表现的绿色化学概念，但在基本上同绿色化学与化工技术的发展是相同的。从20世纪80年代改革开放以来，气体的净化方式一直在循序进步，然而目前所使用的气体净化技术，依然距离绿色化的最终大目标有很长的路要走。

催化膜是指具有催化和分离功能的膜，催化膜反应器是集成催化过程和分离过程的集成系统。它不仅仅是一个催化反应单元和膜分离单元简单组合，而且通过一些特殊的方式和技术，使两个单元相互作用和耦合在一起，使反应的选择性、分离效率和产率得到全面提高的性能^[3]。在该系统中，催化反应器和膜分离器组合成单元装置，这使得整个过程更紧凑并且减少设备投资和操作成本。用于制备催化膜的基膜材料可以根据具体的反应和分离方法制备。根据所选择的不同类型的材料，催化膜可以分为无机催化膜和聚合物催化膜。

在现如今的各大化工领域，催化膜技术不仅使反应的选择性和转化率得到了大大的提升同时也缓和了反应条件，延长了催化剂的寿命。尤其是在气体净化方面，更是有以下优点：成本低、操作易、消耗少、无污染。

2 催化膜的制备

2.1 无机催化膜的制备

无机催化膜的制备方法与材料的种类、膜以及载体的结构、膜孔径的大小、孔隙率和膜厚度等有关，并且借鉴了陶瓷和金属材料的技术，以此为基础形成了各种制膜工艺。几种常见的制备方法有：溶胶-胶法、阳极氧化法、相分离-沥滤法、热分解法、水热合成法等。

2.2 聚合物催化膜的制备