全球气体膜分离技术的研究和应用趋势——基于近20年SCI论文和专利的分析

邱天然，况彩菱，郑祥，沈志鹏，王晋琳，蔡木林（中国人民大学环境学院环境工程系，北京 0087；中国环境科学研究院环境标准研究所，北京000）



产品与市场

全球气体膜分离技术的研究和应用趋势
——基于近20年SCI论文和专利的分析

邱天然1，况彩菱1，郑祥1，沈志鹏1，王晋琳1，蔡木林2
（1中国人民大学环境学院环境工程系，北京 100872；2中国环境科学研究院环境标准研究所，北京100012）

摘要：为把握整体气体膜分离产业研究和创新状况，在Web of Knowledge（WOK）平台的Web of Science®数据库和Derwent（德温特）专利数据库检索了有关气体膜分离技术的文献，并采用文献计量学的方法进行分析。结果表明，1995—2014年全球相关论文共2972篇，专利4266项。气体膜分离技术现处于研究的成长期，已形成核心作者群。气体膜分离材料的研究热点为混合基质膜、沸石膜和炭膜，但工业化应用以传统有机高分子材料为主，气体膜分离技术主要的研究和应用领域为氢回收、空分和脱碳。美国和日本的研究和应用优势较明显，我国气体膜分离的研发主体为高校和科研院所，尽管发文量位居世界第二，但科研质量和国际影响力仍需提高，科研成果转化率不高。预计未来气体膜分离的研究重点会在沸石膜和炭膜等新型膜材料的空间结构的设计合成和碳捕获的技术应用上，渗透汽化膜的应用和挥发性有机物（VOCs）分离也是未来的研究方向。

关键词：文献计量学；气体；膜；分离；研究型论文；专利

气体膜分离技术在工业气体方面应用市场前景广泛，最重要的应用包括制氮、富氧、提氢、脱碳、有机蒸气回收和脱湿等。与其他气体分离技术相比，膜分离技术的主要优势在于无相变、能耗低、常温运行、占地面积小、操作简便等，由于其分离驱动力为压力，尤其适合处理自身带压力的气体分离。

我国气体膜分离技术在主要应用领域的首次工业化均落后于国外发达国家[1-2]，如表1。

在工业领域应用的气体膜材料主要包括以下 7种有机高分子材料：聚砜、聚碳酸酯、聚苯醚、聚酰亚胺、乙酸纤维素、聚二甲基硅氧烷、聚芳酰胺[5-6]，但随着气体膜分离应用要求的提高和应用环境的日趋复杂，传统膜材料气体渗透性能和选择性能的Robeson上限、所面临的老化和塑化问题已不能满足日益增长的工业需要。开发新型膜材料，并完成从实验室制造到工业化应用的转变，已成为气体膜分离技术推广应用的当务之急。《高性能膜材料科技发展“十二五”专项规划》[7]也指出，高性能膜材料的应用覆盖面在一定程度上反映一个国家过程工业、能源利用和环境保护的水平。

我国膜材料主要依赖进口，除合成氨氢回收和富氧助燃领域外，其他领域应用仍被进口膜占据[8]。我国在膜材料制造领域不仅需突破高通量、高强度、化学稳定性好的气体分离膜制备技术，也需要进行新型膜材料的研发，缩小与世界先进技术的差距。

近年来，气体膜分离技术的研究多集中于膜材料和技术本身的发展及应用，鲜见对整个气体膜分离产业研究和创新状况的整体情况的把握。本文采用文献计量学的方法，利用Web of Science®数据库收录的期刊论文和 Derwent（德温特）专利数据库的专利数据，深入揭示气体膜分离领域近20年的客观发展态势和前景，反映全球和中国气体膜分离领域的研究和应用概况及其深刻联系，以期为我国气体膜分离技术的研究和应用提供指导[9]。

1 数据来源与研究方法

本文通过检索汤森路透（Thomson Reuters）知识产权与科技信息集团出品的 Web of Knowledge （WOK）平台 Web of Science®数据库 Science Citation Index-Expanded TM（科学引文索引，通常称为SCI-E)，选择主题检索，时间跨度为1995—2014年，主题为气体膜分离[TS=(“membrane$”“gas separation”)]的论文文献。对于气体膜分离不同领域的主题词检索，在 TS=(“membrane$”“gas separation”)的文献中，检索策略如表2[10]。

表2 气体膜分离不同应用领域的检索策略

专利数据来源于 Derwent（德温特）专利数据库。检索方法为：通过叙词membrane、gas separation检索德温特手工代码，在检出的德温特手工代码中保留其中1个，如表3。检索式MAN=J01-E03E，1995—2014年专利共 4266项。限定专利号以 CN开头，以检索国内外专利申请人在中国申请的专利，得到检索式为MAN=J01-E03E and PN=CN*，共检出专利999项。

表3 德温特手工代码

本文使用的分析方法是利用汤森路透开发的数据分析工具TDA(Thomoson data analyzer)软件，以及使用Excel和Bicomb2对数据进行统计和计量分析，以把握气体膜分离技术的研究动态和发展趋势[11]。

2 结果与讨论

2.1 气体膜分离技术的基础研究状况

2.1.1 整体情况及研究热点

（1）整体情况 文献数量的年度分布反映的是该学科在一定时间段内的研究水平和发展状况。截止到 2014年，SCI-E共收录主题为气体膜分离（“membrane$”*”gas separation”）的论文为3566篇，其中1995—2014年2972篇。图1给出全球气体膜分离领域SCI发文量的年度分布和增长情况，可见气体膜分离技术在近年来得到了广泛的研究和关注。

根据普赖斯的“科学文献增长四阶段理论”，分为研究的萌芽期、成长期、成熟期和衰退期。1977—1989年气体膜分离领域 SCI发文量不超过25篇，为研究的萌芽期。自1990年后，每年以气体膜分离为主题的文献数量近似服从指数增长，y（论文累计数量）=76.758e0.1622（x–1989）（x为年份，R2=0.9346），显示目前气体膜分离正处于研究的成长期。

由于气体膜分离技术最早应用于合成氨 N2/H2分离，膜法脱碳脱湿在大型天然气净化工程、燃煤电厂已有成熟应用，因而技术研究和应用较多，需求量大[12]。而膜法空分技术在整个空分体系中适用于小规模的空气分离[13]，富氮主要为油田现场制氮注氮，富氧主要应用于助燃领域，膜法有机蒸气回收技术也是2000年以后才逐渐发展起来的。从图2可以看出，氢回收、脱碳、富氧和富氮领域的发文量也较多[14-16]。脱湿主要应用于天然气净化，因而发文量并不是很多。在 VOC分离领域，由于气体成分、操作环境复杂，对膜材料的耐性要求较高，目前研究尚处于起步阶段，但由于其巨大的工业需求，VOC分离将成为继氢回收、脱碳和空分以后又一气体膜分离技术的重要应用领域[6]。

图1 全球气体膜分离领域SCI发文量的年度分布（1977—2014年）

图2 全球气体膜分离技术的应用领域

气体膜分离论文共发表在395种刊物中，其中发表论文数最多的前 10种出版物发表论文占总数的53.3%，以材料、化工领域类刊物为主，影响因子多在1～5之间。其中Journal of Membrane Science（膜科学）为膜分离领域的权威刊物，发文数量占28.6%，远远超过其他刊物，且影响因子 IF=4.908也是最高的。各刊物论文发表数量及影响因子如表4。

根据布拉德福定律可以描述文献的分散规律，把期刊分为专门面向气体膜分离领域的核心区、相关区和非相关区。各个区的文章数量相等，此时核心区、相关区、非相关区期刊数量成1∶n∶n2。

由此，在气体膜分离领域核心期刊、相关区和非相关区的期刊数量为2∶27∶366，大致吻合该定律。因此，在气体膜分离领域的核心期刊为Journal Of Membrane Science和Separation and Purification Technology。

（2）研究热点 在气体膜分离领域，目前引用率最高的SCI文献为ROBESON·2008 年发表于Journal of Membrane Science上的The upper bound revisited，被引次数为 931次，这是气体膜分离领域著名的“Robeson上限”，用以描述高分子聚合物膜材料选择性能和渗透性能的拮抗性。在SCI上引用率前100 或Journal of Membrane Science上引用率前50共有111篇论文，篇均引用次数199.9次。从表5可以看出，美国和德国的科研质量较高，引用率最高的文章以膜材料领域的研究为主，说明气体膜技术发展的关键在于膜材料[6]。

对2009—2014年6年间在SCI-E上发表的1603篇论文6196个关键词进行分析，关键词平均频次为3.9次。将同义词合并，表6给出了出现频率50次以上的关键词。

膜材料的改性、制造仍然是研究的重点。通过将气体本征透过性能高的多孔无机材料引入聚合物，作为加强聚合物膜气体分离性能的混合基质膜成为现在的研究热点，而多孔无机材料以使用金属有机骨架材料（MOFs）居多[5]。沸石咪唑酯骨架（ZIFs）作为金属有机骨架材料的一种，拥有高效捕获和存储 CO2的性能，可以吸收自身体积 82.6倍的CO2，目前此类材料的研究主要集中在新型空间结构的设计合成上[17]。沸石膜耐高温、抗化学和生物腐蚀，机械强度高，且微米级的沸石薄膜能够实现分子的分离，因而是近年来研究最热门的无机膜。炭膜是由含炭物质经高温热解炭化所制成的一种新型炭基膜材料，包括碳分子筛膜（CMSs）和碳纳米管膜（CNTs），其具有可区分气体分子的纳米级微孔材料，使得对小分子气体具有很好的选择渗透性能，是最有希望实现大面积工业化生产的高性能气体分离膜[18]。但目前以上的新型膜材料均处于实验室研究阶段，离工业化应用尚有距离[19]。

膜的分离性能关注重点在于膜的渗透性和选择性，所有高分子有机膜材料都存在着Robeson上限，但随着膜分离技术的不断发展，2008年Robeson上限相较1991年已有了巨大提高，目前膜材料的发展也朝着不断提高上限的方向继续前进。

表4 膜法气体分离领域发文量排名前10的刊物（1995—2014年）

就分离对象而言，氢回收作为膜法分离第一个大规模应用的领域，其工艺已日趋成熟，一直以来就是研究的热点，而氢气作为理想的洁净能源载体，在燃料电池等领域为得到更高纯度的氢，目前开发出使用无机钯膜反应器实现反应和分离的一体化，成为氢分离的前沿领域之一[20]。二氧化碳分离包括天然气、沼气净化，烟道气净化等。膜法天然气和沼气净化已实现工业化应用，随着全球变暖和能源短缺日趋严重，由于膜法分离在降低捕获成本上潜力巨大，针对燃煤电厂烟道气碳减排的碳捕获和储存技术成为了膜法二氧化碳的新领域。全球只有美国、德国、加拿大、澳大利亚等少数发达国家拥有部分燃煤电厂捕获技术和中小型示范过程，我国自2008年7月华能北京热电厂建成首个燃煤电厂烟气CO2捕获装置。目前碳捕获技术前景十分广阔，发展迅速[21]。

表5 膜法气体分离领域引用率最高的10篇论文（1995—2014年）

表6 膜法气体分离领域论文关键词（2009—2014年）

就分离形式而言，渗透汽化膜在工业化领域的应用主要是无水乙醇的制备，特别适用于蒸馏法难以分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物及同分异构体的分离，对有机溶剂和混合溶剂中微量水的脱除及废水中少量有机污染物的分离具有明显的技术和经济优势，因此也是21世纪化工分离领域最有前途的高新技术之一[22]。

2.1.2 不同国家科研实力分析

通过对不同国家在气体膜分离领域的科研实力比较我国和全球领先国家的技术差距，从发文量、科研机构和有影响力的作者人数3个层面进行分析和比较。

这2972篇论文其中美国占总数的19%，领先于其他国家，中国于2011年超越日本，成为论文数累计发表第二多的国家，自2012年后，中国在气体膜分离领域所发论文数逐渐超过美国，如图3。

表7给出了三国文献引用情况，尽管中国近年来气体膜分离文章数量迅速增长，但他引频次、篇均引用频次、H-index仍低于美国和日本，存在不小差距。

图3 美国、中国、日本三国SCI发文量变化

表7 美国、中国、日本三国引用情况统计（1995—2014年）

图4 不同国家SCI发文量比例及高发文量作者人数（1995—2014年）

SCI-E气体膜分离相关论文涉及相关作者5857名（包含第二、第三作者及所有合著者），平均合作度1.97，即每篇文献约由1.97名作者合作完成。根据普赖斯定律，气体膜分离领域核心作者最多发文量与最少发文量之间有如式(1)的关系。

由此得到气体膜分离领域核心作者最低发文量为8.7篇，据此可判定发表9篇以上的为核心作者，由检索结果得核心作者164名，占作者总数的2.8%，发文量1630篇占总发文量的54.8%，略高于理论值50%，显示核心作者群已经形成，他们发挥着导向作用，不断将研究推向新的水平[23]。

SCI发文数量前100的作者至少发文11篇，称为高发文量作者。目前气体膜分离领域高发文量作者共共分布于24个国家，其中中国所拥有的高发文量作者人数也是最多，为15人，其次是日本和美国，图4给出了不同国家1995—2014年SCI发表论文数量比例和所拥有的高发文量作者人数。

从机构层面上看，1995—2004年3个时间段内SCI累计发文数排名前10的研究机构气体膜分离领域的研究变化趋势如图5所示。新加坡国立大学在气体膜分离领域的论文数一直遥遥领先。在1995—2014年 20年间一直保持气体膜分离领域SCI发文数前10的机构有新加坡国立大学和佐治亚理工大学。德克萨斯大学尽管1995—2014年SCI累计发文数排名前10，但其2005—2014年间仅有少量新的论文发表，与此类似的包括九州大学、新加坡材料与工程研究所和西班牙最高科研理事会，最近10年气体膜分离领域研究增长缓慢。由于国内近年来气体膜分离领域研究发展迅速，大连理工大学、天津大学SCI发文数增长很快，2010—2014年天津大学的SCI发文数已排入前10。马来西亚理工大学2010—2014年SCI发文数达到了56篇，其20年累计发文数跃居全球第 4。比利时鲁汶大学和日本广岛大学2010—2014年SCI发文数亦进入前10。中国科学院在气体膜分离领域的SCI发文共涉及12所下属科研机构，发文量最多的二级机构为大连化物所，共发文54篇，占中科院总发文量的50.5%。表8给出了气体膜分离领域发文量前五的机构。高发文量作者共分布于55所研究机构，较为分散。表9给出了世界主要研究机构所拥有的高发文量课题组数量分布。从表9中可以看出，大多数研究机构仅拥有1个气体膜分离相关课题组，只有9所高校和学术联合体拥有2个气体膜分离课题组，这说明气体膜分离领域的相关研究目前还不够普遍。表10给出了SCI发文量前20的作者相关信息。从表10中可以看出，排名前三的作者发文量与后面远远拉开了距离，但整体上大部分作者发文量在20~40篇，篇均引用频次最高的作者以美日居多，科研质量居前。中国也有两名研究者发文量进入前20，但篇均引用和H-index均不高，表示我国气体膜分离领域科研离世界顶尖水平还有一定差距。总体来说，在气体膜分离领域，美国、日本一直处于领先地位，但从科研机构层面，新加坡国立大学、马来西亚理工大学也具有较大的影响力，中国近年来发展势头很快，在发文数量上已经超过了日本，但科研影响力仍有待提高。这说明气体膜分离作为新兴气体分离技术目前还不存在某个国家或科研机构科研实力大大超前，处于发散性多点开花的局面，仍是发展初期，有着广阔的发展空间。

图5 不同时期全球SCI发文量排名前10的膜法气体分离研究机构

表8 中国膜法气体分离领域SCI发文量前5的研究机构（1995—2014年）

表9 全球膜法气体分离领域主要研究机构

表10 SCI发文量前20的作者（1995—2014年）

2.2 气体膜分离技术的创新应用状况

2.2.1 整体情况

依据专利申请的优先权日（priority date）DII收录关于气体膜技术的专利共4266项,其年度变化如图6所示，自1995年以来，气体膜技术的专利稳步增长。2009年之前，各国在中国申请的专利总数每年申请数不超过60项，如图7。2010—2013共4年的申请数为457项，与1995—1999共5年专利申请数几乎相等。2014年数据未全部入库，仅包含中国的28项。在所有的中国专利中，美国、日本和其他国家或地区专利权人申请的（包括德国、澳大利亚、韩国、法国、英国、意大利等）分别为196项、96项和248项。中国专利权人申请所占的比例从2004年起呈现逐年增高的趋势，2013年后占到半数以上。

图6 DII收录的全球气体膜分离专利年度变化(1995—2013年)

这一变化趋势说明，在中国，气体膜分离技术逐渐受到重视，各公司在华开始争夺气体膜分离市场，而中国本土公司正在打破外国公司在气体膜分离领域专利领先的局面，以形成自主知识产权。

图7 DII收录的中国气体膜分离专利数变化（1995—2013年）

对德温特手工代码进行进一步分析，涉及聚酰亚胺相关的膜有195项（代码A05-J01B），这说明高分子聚合物材料聚酰亚胺由于易于制造、选择性和渗透性均较优异，获得了广泛的应用。其他膜材料如沸石膜、炭膜等在专利申请中较为少见。

涉及膜分离工艺过程和设备（代码 J01-C03、J01-E02C、E11-Q01）3项，共2578项，占据了总专利的一半以上，说明专利更侧重于气体膜分离技术的应用，尤其是相关工艺设计和膜分离设备的制造。

针对特定对象的分离，主要包括氢气、氧气、二氧化碳和甲烷4种（代码E31-A02、E31-D01、E31-N05C、E10-J02D1），说明氢回收、空分和脱碳3个为气体膜分离最主要的工业应用，与基础研究中气体膜分离氢回收和脱碳文献数量较多吻合。

2.2.2 专利权人分析

表 11表示了全球气体膜分离技术专利申请前10名的公司以及中国公司的专利申请情况。专利数量第一位为法国液空集团，有104项，总体上以日本和美国的公司居多，说明在气体膜分离产业化应用领域做的较好的是日本和美国公司，但并没有任何公司在气体膜分离专利领域形成垄断。中国发明专利数量最多的为中科院大连化物所（31项），但与世界顶尖公司还存在差距，科研成果转化率较低。在中国的气体膜分离相关专利申请中，专利数量前20名的机构共23个，13个来自中国、5个来自美国、3个来自日本。美国和日本的机构均为公司企业，而中国的15个机构中，11个为高校，1个为科研机构，3个为企业，其排名与SCI发文量靠前的国内机构排名一致，如表12所示。说明在中国气体膜分离技术的研发主体为高校，企业研发力量仍比较薄弱。国内中科院大连化物所在全球和国内专利申请数量一致，说明国内的气体膜分离技术尚未申请国际专利，尚未国际化形成全球竞争力。

表11 全球气体膜技术专利申请机构分布（1995—2014年）

表12 中国气体膜技术专利申请机构分布（1995—2014年）

3 结 论

气体膜分离领域的研究处于成长期，核心作者群的篇均SCI发文量为9篇。新型膜材料如混合基质膜、沸石膜和炭膜为研究热点，但目前尚处于实验室研发阶段，尚未实现工业化应用；工业化应用最广泛的仍是传统有机高分子膜材料聚酰亚胺。就分离对象而言，氢回收、空分和脱碳为气体膜分离技术主要的研究方面和应用领域，文献和专利占比均较高。

从气体膜分离技术的研究和应用现状来看，气体膜分离技术尚处于发展初期，美国和日本的气体膜分离技术研究和应用优势较明显，SCI发文量和专利数量均具有一定优势，科研成果转化最为出色，但并没有支配性优势，发展空间巨大。尽管中国气体膜分离论文与专利的数量逐年提高，2014年的发文量已成为第一，但科研质量和国际影响力仍有待提高。我国气体膜分离的主要研究领域为石油化工行业，研发主体为高校和科研院所，企业没有成为创新的主体。从论文发表趋势上看，中国预计在未来5～10年发文总量会超过美国，成为发文量最高的国家。

未来有可能实现工业化应用的新型膜材料是沸石膜和炭膜，在应用方面，膜法二氧化碳的应用领域可能是针对燃煤电厂烟道气碳减排的碳捕获和储存技术，碳捕获技术前景十分广阔。工业上未来有可能大规模将渗透汽化膜应用于蒸馏法难以分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物及同分异构体的分离，有机溶剂和混合溶剂中微量水的脱除及废水中少量有机污染物的分离等。由于巨大的工业需求，VOC分离也是未来气体膜分离的一个新领域。

参考文献

[1] BAKER R.Future directions of membrane gas-separation technology[J].Membrane Technology，2001，138：5-10.

[2] 王学松.气体膜分离技术及其新进展[J].化工进展，1985，4（1）：9-15.

[3] 姚晓龙，王彦明，李新奇.富含二氧化碳的天然气分离及其利用[J].广州化工，2010（9）54-55.

[4] 马卫锋，张勇，李刚，等.国内外天然气脱水技术发展现状及趋势[J].管道技术与设备，2011（6）49-51.

[5] BERNARDO P，DRIOLI E，GOLEMME G.Membrane gas separation: a review/state of the art[J].Industrial & Engineering Chemistry Research，2009（48）：4638-4663.

[6] SANDERS D F，SMITH Z P，GUO R，et al.Energy-efficient polymeric gas separation membranes for a sustainable future: a review[Z].Polymer，2013: 54（18）：4729-4761.

[7] 中华人民共和国中央人民政府.科技部关于印发高性能膜材料科技发展“十二五”专项规划的通知[EB/OL].http://www.gov.cn.ww 2012.

[8] 徐徜徉.气体分离膜及其应用进展[J].气体分离，2015（3）：19.

[9] 安源，张玲.文献计量学在我国图书情报领域的应用研究进展综述[J].图书馆，2014（5）：63-68.

[10] 步学朋.二氧化碳捕集技术及应用分析[J].洁净煤技术，2014（5）：9-13.

[11] 孙长虹，潘涛，薛念涛，等.膜生物反应器在我国的研究现状与趋势:文献计量分析[J].膜科学与技术， 2015（2）：113-119.

[12] 赵之平，王志，王世昌.膜分离技术在化肥工业中的应用[J].化工进展，2001，20（8）：27-30.

[13] 余化，冯天照，刘庆亮.大型空分装置国产化技术发展状况及应用前景[J].化肥设计，2014（1）：9-12.

[14] 王志，杨东晓，张晨昕，等.分离二氧化碳膜过程技术经济分析[J].化工进展，2009，28（s2）：409-410.

[15] 沙焱，杨林军.燃煤烟气杂质影响膜法捕集CO2的研究进展[J].化工进展，2011，30（9）：2069-2074.

[16] 费维扬，艾宁，陈健.温室气体CO2的捕集和分离——分离技术面临的挑战与机遇[J].化工进展，2005，24（1）：1-4.

[17] 刁红敏，任素贞.沸石咪唑酯骨架结构材料合成及性能研究进展[J].化工进展，2010，29（9）：1658-1665.

[18] 李琳，王同华，曹义鸣，等.气体分离炭膜的结构设计、制备及功能化[J].无机材料学报，2010（5）：449-456.

[19] 滕一万，武法文，王辉，等.CO2/CH4高分子气体分离膜材料研究进展[J].化工进展，2007，26（8）：1075-1079.

[20] 朱琳琳，桂建舟，鲁辉.钯膜及其在涉氢反应中的应用研究进展[J].工业催化，2012（10）：8-13.

[21] 王志.碳捕获领域的发展现状和未来挑战[J].科学观察，2013（1）：55-58.

[22] 索继栓，彭小芝，鲜建，等.渗透汽化膜分离技术及其在石油化工中的应用[J].石油化工，2013（4）：361-367.

[23] 段和平，史文海，俞立，等.探讨期刊论文发表数量和核心作者群的重要意义[J].临床荟萃，2004（8）：480-481.

第一作者：邱天然（1991—），男，硕士研究生，从事气体膜分离的研究。联系人：蔡木林，副研究员，博士。E-mail ml_cai@126.com。

中图分类号：TQ 028.8

文献标志码：A

文章编号：1000-6613（2016）07-2299-10

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.07.051

收稿日期：2015-12-11；修改稿日期：2016-03-09。

基金项目：教育部“新世纪优秀人才支持计划”（NCET-12-0531）及中国人民大学科学研究基金（中央高校基本科研业务费专项）（10XNJ023）项目。

On the research and application trends of global gas membrane separation
technology——Based on analysis of SCI articles and patents in recent 20 years

QIU Tianran1，KUANG Cailing1，ZHENG Xiang1，SHEN Zhipeng1，WANG Jinlin1，CAI Mulin2
（1School of Environment and Natural Resources，Renmin University of China，Beijing 100872，China；2Environmental Standards Institute，Chinese Academy of Environmental Sciences，Beijing 100012，China）

Abstract：To grasp the whole research and innovation of gas membrane separation industry，we searched the literature of gas membrane separation in the web of science database and Derwent patents database.The results show that 2972 articles and 4266 patents with relevance were published during 1995－2014.The research of gas membrane separation is in its growth period with established core authors.The research is focused on the new membrane materials including mixed matrix membranes，zeolites membranes and carbon membranes.But the traditional polymer materials are still widely used in industry.Hydrogen recovery，air separation and carbon removal are the main areas of the research and application of gas membrane separation.The lead of US and Japan on the research and application is obvious.Most researches in China are done in colleges and institutes.Although the number of the published articles from China rankes the second in the world，the quality and influence of research still need to be improved.It can be predicted that design of space structure of new membrane materials，such as zeolite membrane and carbon membrane，will be the research hotspot on gas membrane separation in the future.Also，the research will focus on the application of pervaporation and the separation of volatile organic compounds（VOCs）.

Key words：literature metrology；gas；membranes；separation；articles；patents