CO₂是导致全球气候变暖的主要温室气体之一,同时也是一种重要的“潜在碳资源”,因此发展高效、低能耗和环境友好的CO₂捕集技术势在必行。相比于传统的CO₂分离方法,膜技术以其高效、低碳、绿色等特点在CO₂捕集领域显示出良好的发展前景,因此高性能的CO₂分离膜材料具有重要的理论价值和现实意义。本论文以Pebax为基质,以三种促进CO₂传递的表面官能团化的聚合物微球作为填充物,制备了Pebax添加聚合物微球的复合膜,对膜的结构及性质进行了系统研究,并用于CO₂/CH4气体分离。研究内容如下:在呈碱性的醇水混合溶液中,制备了PDA微球,通过红外光谱级扫描电镜分析结果可知,PDA微球富含羟基、氨基及亚胺基。然后制备了Pebax/PDA微球复合膜,研究了这类膜的结构及性质,并用于CO₂/CH4气体分离。在操作压力0.2 Mpa和操作温度25℃的条件下,PDA微球添加量为5 wt%时,膜的CO₂渗透通量为408 Barrer,CO₂/CH4选择性达48;在操作压力对膜分离性能影响的测试结果可知,膜的CO₂渗透通量和CO₂/CH4选择性都随着测试压力的升高而降低,说明合成的PDA微球在所制备的膜中起到了促进传递的特性。利用PDA微球表面的儿茶酚基团作为活性位点接枝了聚乙烯亚胺,制备了PDA-PEI微球,并制备了Pebax/PDA-PEI一系列的复合膜,对膜的结构及性质做了相关研究,并且用于CO₂/CH4分离。结果表明,在PDA-PEI的添加量为8 wt%时,膜的CO₂渗透通量为423barrer,CO₂/CH4选择性达48。利用羧基与CO₂的亲和作用,使用无皂乳液聚合的方法制备了羧基化聚苯乙烯微球（CPS）,制备了Pebax/CPS复合膜,研究了此类膜的结构及性质,并用于CO₂/CH4分离。CPS的添加提高了复合膜的亲水性,分离CO₂/CH4结果显示,CO₂渗透通量和CO₂/CH4选择性分别是纯膜的基础上提高了约37%和61%。