1.1前言 气候变暖和能源趋近枯竭是当前社会发展面临的最严峻的挑战之一，环保问题是近年来我国的热点问题。

因此，发展太阳能、风能、核能、生物质能、地热能、海洋能等”新能源”势在必行。

2016年3月，国家发展和改革委员会及国家能源局发布的《能源技术革命创新行动计划2016-2030》指出［4］，到2030年，CO2气体排放量将达到峰值，将比2005年下降60％-65％，非化石类能源占一次能源利用比重将达到20％左右。

低碳社会的实现必须要求能源技术创新，其中，重点包括二氧化碳捕集、利用与封存技术创新和氢能与燃料电池技术创新等行动路线[3]。

当前我国的能源结构尚以煤为主，而油、气等利用相对较少。

为了提高能源利用效率，同时减少温室气体和污染气体的排放，可以采用如下一些措施:（1）将固态煤转化为利用效率更高的气态或液态燃料（2）更有效地利用能源气，避免直接排放或者燃烧;（3）利用富氧空气或纯氧在燃烧过程中取代空气作为氧化剂;（4）捕获并存储化石燃料燃烧所产生的CO2。

然而，这些过程都需要消耗大量的纯氧或富氧空气。

传统的制氧工艺主要有空气深冷分离，变压吸附等工艺[5,6]，空气深冷分离法是将空气压缩冷却使其液化，利用氧气和氮气各自沸点的差异将其分离。

复杂的分离过程造成制取氧气时需更多能耗、设备投资大，从而使得成本较高，因此限制了其在工业生产中的应用。

利用变压吸附技术制取氧气虽然工艺流程相对简单一些，但制备的氧气纯度不高，难以满足高纯氧的需求，因此它的发展和应用也受到了限制。