气体过滤分离设备，可将气体通过液化、精馏等过程最终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体过滤设备。 宇部兴产公司的PIM中空纤维非对称膜早已成功分离空气中的氮和氧，其中的富氧（30～35%）主要应用于医用急救、锅炉助燃和化工氧化剂处，氮气主要用于石油化工现场等易燃易爆仓库的防爆气氛、车辆刹车片用除湿膜等处。最近发现，将氮气注入咖啡等饮料中能起到爽滑触舌的作用，因此开发了面向该领域的氮发生器。
在美国，到今年5月底，仅纽约等七大城市已有500余家咖啡店出售这种饮料，且有蔓延之势。另一重要用途通过CO2过滤设备分离回收CO2。为了抑制地球的暖化，削减和利用排放的CO2已成为重要课题，日本一些钢厂和发电厂已将用PIM中空纤维分离装置所回收的CO2用于化工厂的羰基合成等C1（一碳化学）方面。
大赛璐和Evonik公司将PIM中空纤维膜创造性地使用废水过滤系统和气体过滤系统应用于废水处理厂、食品厂和畜产设施所排放的高浓度甲烷气体处理，并加以利用。在韩国，该公司利用首尔市废水处理厂所抽出的甲烷气建设了大型发电工程，在海外则扩大应用，用于油田天然气精制厂，并开发了制氢专用的HFGSM，以扩大在能源领域的应用。
日本产业技术综合研究所利用中空纤维碳素膜开发了有机氢化物型氢气站所用的超高纯度氢气精制技术，以满足丰田汽车等公司氢燃料汽车所需的高压氢气站的需求。这种中空纤维碳素膜采用磺化聚苯醚进行湿法纺丝后，将制得的中空纤维进行特殊处理，然后分别于600、650和700 ℃热空气中碳化1h而得。
山口大学学院将PIM中空纤维膜置于500℃以上的活性气体中进行热处理，再于700℃和800℃高温下热处理而制得具有纳米微孔的中空纤维碳素膜，这种膜对氢气有良好的选择透过性，同样可用于高纯氢气的制备。
北京化工研究院环保所研究了聚砜非对称膜和聚环氧乙烷（PEO）改性PIM膜对CO2/N2的选择性分离的方法，并与分子筛膜、混合基质膜等作比较
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