气体膜分离纯化CO₂技术相比于吸附法等传统的分离技术具有环境友好、易操作和高效率的优点。而开发出高效的CO₂分离膜材料是气体膜分离研究的重点。混合基质膜（MMMs）可以将有机高分子和无机材料的优点结合起来,得到具有优异CO₂分离性能的分离膜。本文以聚醚-聚酰胺嵌段共聚物（Pebax 1657,Pebax）为膜基质,采用不同形貌的无机填充剂在膜内构建了不同类型的气体传递通道。并运用于CO₂/CH₄混合气体的分离。本文主要研究内容和结果如下:Pebax/HKUST-1混合基质膜的制备及CO₂分离性能研究:采用原位合成的方法在Pebax溶液中合成了一维管状的HKUST-1填充剂,制备了Pebax/HKUST-1混合基质膜,在膜内构建了管状的CO₂传递通道。一方面,HKUST-1的管状孔道提供CO₂快速传递的通道,提高了CO₂渗透性,另一方面,空余的Cu²⁺位点强化了CO₂的溶解,提高了CO₂/CH₄选择性。当HKUST-1的填充量为4 wt%时Pebax/HKUST-1混合基质膜的CO₂渗透性和CO₂/CH₄选择性分别为431.5 Barrer和47.5,与Pebax膜相比分别提高了72.6%和58.3%。Pebax/MOF-2ns混合基质膜的制备及CO₂分离性能研究:选用二维超薄片状的MOF-2ns作为填充剂制备了Pebax/MOF-2ns混合基质膜,在膜内构建了垂直CO₂传递通道和气体选择性屏障。MOF-2ns具有的微孔结构为CO₂的快速传递提供了通道,提高了CO₂的渗透性。而MOF-2ns大的径厚比作为选择性屏障提高了CO₂/CH₄的选择性。当填充量为8 wt%时,Pebax/MOF-2ns混合基质膜的CO₂渗透性和CO₂/CH₄选择性分别为502.3 Barrer和57,与Pebax膜相比分别提高了100.9%和90.0%。Pebax-CNPs混合基质膜的制备及CO₂分离性能研究:选用三维分级孔“海胆”状的多孔纳米碳（CNPs）作为填充剂制备了Pebax-CNPs混合基质膜,在膜内构建了不同孔径类型的CO₂传递通道。CNPs的大量介孔可以为CO₂的快速大量传递提供快速通道,提高了CO₂的渗透性。另一方面微孔可以起到筛分气体分子的作用,提高了CO₂/CH₄选择性。当填充量为8 wt%时,Pebax-CNPs-8的CO₂渗透性和CO₂/CH₄选择性分别为510.1 Barrer和56.8,与Pebax膜相比分别提高了104.0%和89.3%。