Hydrogen (H2) is a green clean fuel and chemical feedstock. Its separation and purification from H2-containing mixtures is the key step in the production of H2 with high purity (> 99.99%). Carbon membranes emerged in the 70 s and have provided promising results for applications in processes involving gas separation due to their sieving effects. Particularly, in this review, a general concept route of precursor selection-preparation-modification-performance analysis platform for the carbon membrane has been proposed to promote the development of carbon membrane material for a wide range of application. Several main parts are highlighted which are carbon membrane preparation, precursor selection, precursor pre-treatment covering pyrolysis process, carbonized membrane, pos-treatment and as well as module fabrication in order to improve the separation capability of gas mixtures in respect to permeability and selectivity. The variables of pre-treatment, the parameters of the pyrolysis process and the conditions of the post-treatment are manipulated and implied as a chance to maximize the performance of carbon membrane separation in the coming future. This review will specify an insight into the latest researches, which is expected to offer worthy implications to academicians and industry professionals working in industrial domain for the hydrogen separation. For future perspective, carbon membranes hold significant potential and great promise for further investigation, development and application.

中文翻译：

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碳基膜在氢气分离中的应用综述

氢气 (H2) 是一种绿色清洁燃料和化学原料。将其从含 H2 混合物中分离纯化是生产高纯度（> 99.99%）H2 的关键步骤。碳膜出现在 70 年代，由于其筛分效应，在涉及气体分离的过程中的应用提供了有希望的结果。特别是，在这篇综述中，提出了碳膜前驱体选择-制备-改性-性能分析平台的一般概念路线，以促进碳膜材料的广泛应用。重点介绍了碳膜制备、前驱体选择、包括热解工艺的前驱体预处理、碳化膜、后处理以及模块制造，以提高气体混合物在渗透性和选择性方面的分离能力。预处理的变量、热解过程的参数和后处理的条件被操纵并暗示为在未来的将来最大化碳膜分离性能的机会。这篇综述将对最新研究进行深入分析，有望为在工业领域从事氢分离工作的院士和行业专业人士提供有价值的启示。从未来的角度来看，碳膜在进一步研究、开发和应用方面具有巨大的潜力和广阔的前景。热解过程的参数和后处理的条件被操纵并暗示为在未来的将来最大化碳膜分离性能的机会。这篇综述将对最新研究进行深入分析，有望为在工业领域从事氢分离工作的院士和行业专业人士提供有价值的启示。从未来的角度来看，碳膜在进一步研究、开发和应用方面具有巨大的潜力和广阔的前景。热解过程的参数和后处理的条件被操纵并暗示为在未来的将来最大化碳膜分离性能的机会。这篇综述将对最新研究进行深入分析，有望为在工业领域从事氢分离工作的院士和行业专业人士提供有价值的启示。从未来的角度来看，碳膜在进一步研究、开发和应用方面具有巨大的潜力和广阔的前景。预计这将为在工业领域从事氢分离工作的院士和行业专业人士提供有价值的启示。从未来的角度来看，碳膜在进一步研究、开发和应用方面具有巨大的潜力和广阔的前景。预计这将为在工业领域从事氢分离工作的院士和行业专业人士提供有价值的启示。从未来的角度来看，碳膜在进一步研究、开发和应用方面具有巨大的潜力和广阔的前景。