CO2分离膜技术是实现CO2减排、能源气体净化以及CO2资源化利用的关键。混合基质膜具有良好的工业应用前景,膜内相界面对膜性能有重要影响,但目前还缺乏对聚合物与无机纳米填料界面形态及其与混合基质膜气体传递性能关系的系统研究,导致提高混合基质膜性能缺少理论依据和指导方法。针对此问题,本文考察了多种混合基质膜中聚合物-填料界面形态及其对膜气体传递性能的影响,分析了界面形成机理,提出了定量判定界面空隙通道大小的方法。首先,以聚乙烯基胺（PVAm）为连续相,以多壁碳纳米管（MWCNT）、二氧化硅（SiO2）、ZSM-5、胺化多壁碳纳米管（MWCNT-NH2）、胺化二氧化硅（SiO2-NH2）和胺化ZSM-5（ZSM-5-NH2）分别作为分散相,在聚砜（PSf）超滤膜上采用刮涂法制备了一系列PVAm基混合基质复合膜。考察了填料种类对聚合物-填料界面的影响,讨论了混合基质复合膜分离层可能存在的结构及其气体传递机理,提出了通过分析纯气体渗透数据判定界面空隙通道大小的方法,也考察了进料气压力对膜气体渗透选择性能的影响,结果表明PVAm与填料间的作用力和压力均影响界面形态,界面形态对PVAm基混合基质复合膜的气体传递性能有重要影响,通过分析随压力升高膜纯气体渗透性能的变化可以判定界面形态,在填料表面引入与聚合物相同的功能基团是提高界面相容性的有效方法。其次,以聚醚共聚酰胺（Pebax 1657）为连续相,以MWCNT、SiO2和ZSM-5分别作为分散相,在PSf超滤膜上采用刮涂法制备了一系列Pebax基混合基质复合膜。考察了填料种类、填料含量和膜厚度对界面形态的影响,讨论了填料严重团聚的混合基质复合膜分离层可能存在的结构及其气体传递机理,也考察了进料气压力、填料含量和膜厚度对膜的气体渗透选择性能的影响,结果表明Pebax与填料间的作用力、填料含量、膜厚度和压力均影响界面形态,随着填料含量增加,填料团聚严重,团聚体间界面形态变得很重要,界面形态对Pebax基混合基质复合膜的气体传递性能有重要影响。再次,以聚醚砜（PES）为连续相,以MWCNT、SiO2和ZSM-5分别作为分散相,采用刮涂法制备了一系列PES基混合基质膜。考察了填料种类和填料含量对界面形态的影响,考察了进料气压力和填料含量对膜的气体渗透选择性能的影响,结果表明PES与填料间的作用力和填料含量均影响界面形态,界面形态对PES基混合基质膜的气体传递性能有重要影响。最后,比较了不同聚合物基混合基质膜界面形态及其构效关系,结果表明聚合物类型影响界面形态及其构效关系。