深入研究气体在炭膜内的吸附过程,对推导气体在炭膜内的渗透分离机制与优化炭膜气体分离性能有重要意义.本文以CO2、N2、O2、CH4四种气体为吸附质,研究600℃/700℃/800℃炭化的Kapton型聚酰亚胺基炭膜的气体吸附过程,旨在探究炭膜气体吸附遵循的机制,确定控制气体渗透过程的步骤.采用容量法吸附装置进行实验,得到常温下气体的吸附等温线与吸附动力学曲线.结果 显示,炭膜对四种气体的吸附量大小满足CO2＞CH4＞O2＞N2.对CO2,吸附量大小对应膜的炭化温度为800℃＞700℃＞600℃,其他气体为700℃＞800℃＞600℃,认为该结果是炭化温度升高使非碳物质脱除造成微孔数量增加,及温度过高使孔道坍缩二者共同作用导致的.用不同模型拟合吸附等温线,发现相比表面均一假设的Langmuir与Freundlich方程和表示多层吸附的BET方程,引入不均匀参数的Sips与Toth方程和基于微孔填充理论的DR与DA方程拟合更准确,证明炭膜孔表面存在的不均匀因素不能忽视；气体难以在微孔内发生多分子层吸附；且微孔填充理论适合描述这一过程.用线性推动力模型拟合吸附动力学曲线,得到气体在炭膜内的扩散系数.随炭化温度升高,四种气体的扩散系数均下降,这与实测的渗透通量趋势一致,所以气体在膜内的渗透受扩散过程控制.600℃与700℃炭化膜内扩散系数大小满足O2＞CO2＞N2＞CH4；800℃为CO2＞O2＞N2＞CH4.将本文的实验结果按照表面扩散理论计算得到渗透通量值并与实测值比较,发现两种方式得到的通量趋势相近,但直接测试得到的通量更小.研究结果能够为炭膜微结构模型的构建与气体渗透机制的推导提供帮助.