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采用改进的浮动催化法在多孔Al2O3基体上制备了垂直取向的碳纳米管阵列,并用旋转喷涂法将聚苯乙烯填充于碳纳米管的空隙,进一步将其制备成复合碳纳米管膜,研究了H2和CO2单组分在碳纳米管复合膜中的渗透性能,实验结果表明,H2/CO2的理想分离系数随着复合膜中碳管管径的减小而增大,在管径较小的复合膜中,气体渗透分离系数高于努森扩散限制,达到6.25,具有一定的分离效果.两种气体在复合膜中的渗透率随着渗透温度的增加而减小.