开发高效的CO₂捕集技术是实现能源气体净化和缓解温室效应的关键。相比于传统的CO₂分离方法,膜分离技术以其高效率和低能耗的优点脱颖而出并得以迅速发展,成为碳捕集领域的主要技术之一。膜材料是膜分离技术中的核心部分,膜材料的选择直接关系到膜分离性能的好坏。因此,开发高性能的CO₂分离膜材料具有重要的意义。本论文在高分子-无机杂化膜的基础上,提出在高分子膜内构建CO₂传递通道的策略来提高膜的分离性能:以聚醚-聚酰胺嵌段共聚物（Pebax）高分子为主体膜材料,基于传递位点、管状形貌和片状形貌三个方面制备填充剂,并制备具有传递通道的杂化膜运用于CO₂/CH4和CO₂/N2体系中,实现CO₂的高效分离。主要研究内容和研究结果如下:Pebax/PEG4000-MMT杂化膜的制备及CO₂分离性能研究:以Pebax高分子为膜基质,采用聚乙二醇（PEG4000）插层改性的蒙脱土（MMT）作为填充剂,基于传递位点制备了具有CO₂传递通道的杂化膜。PEG4000分子链上醚氧基,对CO₂具有良好的亲和作用,增加了CO₂溶解性,且PEG4000的引入增加了MMT的层间距,为CO₂提供了传递通道,提高了CO₂的渗透性。当PEG4000-MMT的添加量为0.5 wt%时,CO₂渗透系数为375 Barrer,CO₂/CH4的选择性为37。Pebax/PPy-MWCNT杂化膜的制备及CO₂分离性能研究:以Pebax高分子为膜基质,采用聚吡咯（PPy）改性的多壁碳纳米管（MWCNT）作为填充剂,基于管状材料制备了具有CO₂传递通道的杂化膜。MWCNT光滑的内壁为CO₂的传递提供了通道,提高了CO₂渗透性,同时PPy的引入使MWCNT表面呈碱性,增加了对CO₂的吸附能力,提高了CO₂的选择性。当PPy-MWCNT的添加量为5 wt%时,CO₂渗透系数为442.91 Barrer,CO₂/CH4的选择性为34。Pebax/Fe₃O₄-GO杂化膜的制备及CO₂分离性能研究:以Pebax高分子为膜基质,采用四氧化三铁（Fe₃O₄）对氧化石墨烯（GO）进行磁改性作为填充剂,在磁场导向下,使片状GO在高分子基质内定向排列,在GO表面构建CO₂传递通道,并运用于CO₂/CH4和CO₂/N2体系。对比不同的定向排列方式,垂直定向排列的Pebax/Fe₃O₄-GO杂化膜具有最优的CO₂分离性能。在Fe₃O₄-GO填充量为3 wt%时,CO₂渗透系数为538.65 Barrer,CO₂/CH4的选择性和CO₂/N2的选择性分别为46.21和75.11。