大量的CO₂排放到大气中,会引起温室效应,进而导致海平面上升,气候反常等问题。所以捕集CO₂等酸性气体的技术研究已经成为关于能源和环境问题的重大课题之一。膜技术具有经济性好,操作过程简单,能够实现高效分离等优点,被广泛用于CO₂的分离研究。醚氧键对CO₂有较强的亲和作用,能够提高CO₂在膜中的溶解性。但是,应用高分子膜进行气体分离,会表现出明显的“Trade-off”现象。而加入无机材料的混合基质膜可同时提高渗透性和选择性,有望突破“Robeson”上限。本文采用界面聚合的方法制备基于无机纳米片的分离CO₂复合膜,旨在提高膜中CO₂的渗透选择性能。主要研究内容如下:（1）聚（PEA-TMC）/PS复合膜及聚（PEGda-PEA-TMC）/PS复合膜的制备采用含有醚氧键的单体聚醚胺（PEA）作为水相单体,均苯三甲酰氯（TMC）作为有机相单体,在聚砜（PS）基膜上发生界面聚合反应,制备出聚（PEA-TMC）/PS复合膜。将另一种含有醚氧键的单体聚乙二醇二胺（PEGda）与PEA混合作为水相单体,制备聚（PEGda-PEA-TMC）/PS复合膜。结果表明,基膜表面生成了一层含有醚氧键的聚酰胺分离层。当PEA浓度为1wt%,进料压力为1 bar时,聚（PEA-TMC）/PS复合膜的CO₂渗透速率为55 GPU,CO₂/N2的分离因子为103。PEGda的加入,使得CO₂的渗透速率及CO₂/N2的分离因子均有所增加。当PEGda/PEA浓度比为0.2,进料压力为1 bar时,聚（PEGda-PEA-TMC）/PS复合膜的CO₂渗透速率为93 GPU,CO₂/N2的分离因子为266。（2）聚（PEA-MMT-TMC）/PS复合膜及聚（PEA-HT-TMC）/PS复合膜的制备通过剧烈搅拌将蒙脱土（MMT）剥离成片层,将得到的胶体溶液加入PEA水相单体中,采用界面聚合方法制备聚（PEA-MMT-TMC）/PS复合膜。制备出镁铝水滑石（HT）,通过超声的方法使其剥离成片层结构,加入PEA水相单体中,同样采用界面聚合的方法制备出聚（PEA-HT-TMC）/PS复合膜。结果表明,MMT及HT纳米片的加入,使得膜的CO₂渗透速率提高,但CO₂/N2的分离因子降低。当MMT的浓度为0.068wt%,进料压力为1 bar时,聚（PEA-MMT-TMC）/PS复合膜的CO₂渗透速率为95 GPU,CO₂/N2的分离因子为37。当HT的浓度为0.25wt%,进料压力为1 bar时,聚（PEA-HT-TMC）/PS复合膜的CO₂渗透速率为90 GPU,CO₂/N2的分离因子为45。（3）聚（PEA-PRG-TMC）/PS复合膜的制备将氧化石墨烯（GO）进行化学处理后制备多孔石墨烯（PRG）。将PRG加入PEA水相单体中,采用界面聚合方法制备聚（PEA-PRG-TMC）/PS复合膜。结果表明,PRG的加入能够为CO₂提供高速传递通道,使得膜的渗透速率及分离因子均有所提高。当PRG浓度为0.05wt%,进料压力为1 bar时,聚（PEA-PRG-TMC）/PS复合膜的CO₂渗透速率为70 GPU,CO₂/N2的分离因子为130。由于基于无机纳米片的CO₂分离膜具有较高的CO₂渗透速率,为该膜实现工业化的应用奠定了基础。