膜技术是最具发展前景的CO₂捕集技术之一,因此,开发高渗透性、高选择性、低成本的CO₂分离膜材料则是膜技术用于CO₂捕集的重要需求。作为一种新型材料,聚醚共聚酰胺是由一定比例的聚醚软链段和聚酰胺硬链段共聚而成。然而,传统的聚醚共聚酰胺塑化现象严重,当CO₂在聚合物中的浓度足够高时,会增加聚合物的自由体积和链段活动性,导致膜的分离系数下降。本文引入哌嗪结构作为硬段,通过改变软链段和硬链段的比例,可以得到一系列具有不同硬度、具有抗塑化性能的聚合物膜材料,从而提高CO₂分离膜的分离性能。为了进一步增加膜的渗透性,添加了ZIF-8和MIL-101材料,制备了混合基质膜。首先通过引入哌嗪结构作为硬段,成功合成了这种结构可控的聚醚共聚酰胺。结果表明,使用PEG 1000（醇胺比为1:3）时,成膜性与分离性能最好。聚醚共聚酰胺膜的气体渗透性能随着温度的升高而升高,随着压力的升高而降低,CO₂选择性能随着温度的升高而降低,随着压力的升高而降低,体现出材料的抗塑化性能。当温度为65°C时,对CO₂的渗透率达到24 barrer,当温度为25°C时,CO₂/N₂的选择性高达15。因此,在一定的适宜温度范围内,低温环境有利于分离,但高温环境有利于气体渗透。当压力为100 KPa时,CO₂的渗透率达到6 barrer,CO₂/N₂的选择性达到较高值15。为了提高材料对气体的渗透性和选择性,选择ZIF-8作为掺杂材料,其孔体积为0.63cm³·g^-1,比表面积为1630 m²·g^-1,孔道直径为3.4?。在常温25℃和100 KPa下,当掺杂15%的ZIF-8时,制备的膜具有最佳的气体分离性能。对CO₂的渗透系数,可达23barrer,CO₂/N₂的选择性达到最大值23,CO₂/CH₄的选择性达到最大值16。升温,渗透性增加,选择性降低。随着压力的增加,各种气体的渗透率普遍下降,体现了膜材料对CO₂的抗塑化作用。当测试压力为100 KPa时,混合基质膜拥有较高的选择性。为了进一步的增加膜的渗透性和选择性,选择MIL-101作为掺杂材料,其孔体积为2.01 cm³·g^-1,比表面积高达5900 m²·g^-1,孔道直径为29³4?,以自身发达的孔道结构提高膜的渗透性。在25℃和100 KPa下,MIL-101的掺杂量为15%时,制备的混合基质膜表现出最好的气体分离效果。CO₂的渗透系数可达34 barrer,CO₂/N₂的选择性可接近28,CO₂/CH₄的选择性可达最大值17。升高温度有利于渗透。随着压力的升高,渗透性呈普遍下降的趋势,体现了膜材料对CO₂的抗塑化作用。在100 KPa时,混合基质膜达到较高的选择性。