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工业CO2气体排放量增加而导致的全球温室效应和环境污染问题日益严重,而膜法气体分离作为一种节能高效、清洁环保的新型分离技术,已经成为一种应用前景良好的CO2分离方法。无机膜尤其是沸石膜和炭膜可在分子级别上进行物质分离,同时具有良好的稳定性、耐高温和耐腐蚀等优点,在CO2分离方面显示了巨大的应用潜力。L型沸石和T型沸石具有相近的硅铝比,硅铝比约为3-4,拥有较强的CO2吸附特性,同时这两种沸石膜的制备不需要有机模板剂,可以有效降低膜的生产成本。微波水热合成法是近年来新发展起来的一种沸石膜制备路线,能够有效缩短合成时间,制备的沸石膜薄而致密,从而有效提高气体分离性能。支撑体沸石／炭复合膜作为一种新型膜材料,膜制作工艺简便,气体分离性能优异,是无机膜气体分离研究领域里一个崭新的研究方向。基于上述研究思路,本论文以制备具有优良CO2分离性能的沸石复合膜为研究目标进行了以下几项工作：采用传统水热法和微波水热法制备L型沸石膜和T型沸石膜；在氧化铝载体管上制备支撑体L型沸石／炭复合膜和T型沸石／炭复合膜,系统考察各膜的CO2分离性能。主要研究成果简要介绍如下：在α-Al2O3载体管上微波水热合成L型沸石膜。微波合成具有快速均匀加热以及有效控制晶体微结构的优点,微波合成的膜的气体渗透性能相比于传统水热合成的膜有较大的提高。298K时,CO2渗透速率为7.96×10-7mol.Pa-1.m-2·s-1,CO2／CH4和CO2／N2理想选择性分别为20.5和9.3；CO2／CH4和CO2/N2等摩尔混合时的分离系数分别为27.3和15.7。将粒径为100nm的L型沸石分子筛加入聚糠醇溶液制成膜前驱液,在Al2O3陶瓷管上合成厚度约为3-4μm的L型沸石／炭复合膜。298K时,其H2、CO2、N2和CH4的渗透速率分别为1.0×10-7,5.72×10-8,2.8×10-9和1.6×10-9 mol.m-2.s-1.Pa-1,其CO2／CH4和CO2／N2的理想选择性分别为35.75和20.43;由于优先吸附现象的存在,CO2／CH4和CO2／N2等摩尔混合时的分离系数(43.59和27.21)高于其理想选择性。复合膜的CO2／CH4分离能力超越了Robeson上限,而CO2／N2分离能力接近Robeson上限,具有一定的工业化应用潜力。在α-Al2O3载体管上微波水热合成T型沸石膜。298K时,其CO2渗透速率为6.75×10-8mol.Pa-1.m-2.s-1,CO2／CH4和CO2／N2理想选择性分别为115和45.9；即使当温度升高到423K时,其CO2／CH4和CO2／N2理想选择性仍保持在74和20。298K时,CO2／CH4和CO2／N2等摩尔混合时的分离系数分别为163和67,当温度升高到423K时,两体系分离系数仍能达到91和34。与相关文献制备的沸石膜相比,本文微波法制备的T型沸石膜拥有优良的CO2分离性能,具备一定的竞争优势。将粒径为300nm的T型沸石分子筛加入聚糠醇溶液制成膜前驱液,在α-Al203陶瓷管上合成T型沸石／炭复合膜。298K时,其CO2渗透速率为8.31×10-9 mol.Pa-1.m-2.s-1,CO2／CH4和CO2／N2理想选择性分别为97.3和51.6；423K时,CO2／CH4和CO2／N2理想选择性分别为38.1和17.4。298K时,CO2／CH4和CO2／N2等摩尔混合分离系数分别为121和53.8；423K时,CO2／CH4和CO2／N2分离系数分别为40.3和19.2。通过对复合膜的气体分离性能与Robeson线比较可知,其CO2／CH4分离能力超越了Robeson上限,CO2／N2分离能力接近Robeson上限,拥有较高的CO2分离选择性,但仍需进一步提高其气体渗透速率。