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多层复合膜所特有的结构形式有利于制备高性能CO2分离膜。但是，目前的研究存在以下问题。当分离层的CO2渗透速率达到1000GPU时，即使是文献中报道的气体透过性能最好的硅橡胶(PDMS)膜被用作中间层，其对CO2传递的阻力也比较大。同时，研究者大都通过改性传统中间层材料或开发新中间层材料来解决传统疏水性中间层和亲水性CO2分离层之间不兼容问题，这些解决方法往往增加了多层复合膜的放大困难。此外，绝大部分研究都停留在实验室小面积膜制备阶段。针对这些问题，本文进行了以下的研究。
以放大为目的，选择了单次湿涂为中间层的制备工艺，提出了分离层的“涂覆+表面交联”制备工艺，并通过高性能小面积(100 cm2)多层复合膜的成功制备，初步验证了制备工艺的可行性。选用CO2渗透速率约100000GPU的聚砜(PSf)超滤膜作支撑层，以传统的PDMS作为中间层材料，并使用单次湿涂工艺制备出了具有超高CO2渗透速率的无缺陷小面积PDMS中间层。随后，通过增稠剂、表面活性剂、保水剂的联合使用实现了水基分离层涂膜液在疏水PDMS中间层表面的良好铺展，并提高了分离层的CO2渗透速率，再通过对分离层进行简单的表面交联，制备了具有高CO2选择透过性能的小面积多层复合膜。
根据上述中间层和分离层制备工艺以及工业上已经比较成熟的保护层制备工艺(单次涂覆)，综合考虑了多种因素，对实验室原有工业规模大面积膜制备装置进行了升级，并确定了大面积多层复合膜制备的操作流程。基于涂膜液的性质、制膜工艺、改造成本等因素，将原有的逗号刮刀涂覆单元升级成了本文所设计的浸涂-刮涂联合涂覆单元，在原有装置上加装了风机、压辊等部件，并确定了通过两次运行升级后的装置来完成大面积多层复合膜制备的操作流程。
使用升级后的大面积膜制备装置，对中间层的制备工艺进行了改进。在进行连续制备时，采用单次湿涂工艺所制大面积中间层存在性能不均匀的问题。为此，本文首次提出了湿-干联合涂覆工艺，并根据此工艺制备出了幅宽1m且性能均匀的无缺陷PDMS中间层。
在大面积中间层的基础上，根据“涂覆+表面交联”和单次涂覆工艺，分别制备了大面积分离层和保护层，从而制备出了幅宽1m的大面积多层复合膜。考察了张力、支撑层厚度均匀性、干燥温度、粗格网按压等对多层复合膜性能的影响，并对膜的性能稳定性进行了测试。在上述研究基础上，开发了便于工业生产的工业规模制膜生产线，并初步验证了生产线的可靠性。
以放大为目的，选择了单次湿涂为中间层的制备工艺，提出了分离层的“涂覆+表面交联”制备工艺，并通过高性能小面积(100 cm2)多层复合膜的成功制备，初步验证了制备工艺的可行性。选用CO2渗透速率约100000GPU的聚砜(PSf)超滤膜作支撑层，以传统的PDMS作为中间层材料，并使用单次湿涂工艺制备出了具有超高CO2渗透速率的无缺陷小面积PDMS中间层。随后，通过增稠剂、表面活性剂、保水剂的联合使用实现了水基分离层涂膜液在疏水PDMS中间层表面的良好铺展，并提高了分离层的CO2渗透速率，再通过对分离层进行简单的表面交联，制备了具有高CO2选择透过性能的小面积多层复合膜。
根据上述中间层和分离层制备工艺以及工业上已经比较成熟的保护层制备工艺(单次涂覆)，综合考虑了多种因素，对实验室原有工业规模大面积膜制备装置进行了升级，并确定了大面积多层复合膜制备的操作流程。基于涂膜液的性质、制膜工艺、改造成本等因素，将原有的逗号刮刀涂覆单元升级成了本文所设计的浸涂-刮涂联合涂覆单元，在原有装置上加装了风机、压辊等部件，并确定了通过两次运行升级后的装置来完成大面积多层复合膜制备的操作流程。
使用升级后的大面积膜制备装置，对中间层的制备工艺进行了改进。在进行连续制备时，采用单次湿涂工艺所制大面积中间层存在性能不均匀的问题。为此，本文首次提出了湿-干联合涂覆工艺，并根据此工艺制备出了幅宽1m且性能均匀的无缺陷PDMS中间层。
在大面积中间层的基础上，根据“涂覆+表面交联”和单次涂覆工艺，分别制备了大面积分离层和保护层，从而制备出了幅宽1m的大面积多层复合膜。考察了张力、支撑层厚度均匀性、干燥温度、粗格网按压等对多层复合膜性能的影响，并对膜的性能稳定性进行了测试。在上述研究基础上，开发了便于工业生产的工业规模制膜生产线，并初步验证了生产线的可靠性。