随着对聚合物气体分离膜研究的深入进展，透过性和选择性之间的矛盾关系逐渐被人们意识到。单纯从改变聚合物链自由体积的角度出发，提高聚合物膜的气体分离性能，很难同时提高其透过性和选择性，透过性的提高，通常是以牺牲选择性为代价的。本论文工作主要是围绕如何提高气体分离膜整体性能展开。首先，通过分子设计引入分别可以增大自由体积和促进传递的基团，改善聚芳醚的气体分离性能，期望达到透过性和选择性的最有平衡；其次，采用二氧化钛纳米粒子和多壁碳纳米管为分散相制备混合基质膜，综合无机分散相和聚合物基体的优势，进一步提高气体分离性能；最后，以含氟聚醚醚酮为制膜材料，采用干湿相转化法制备具有致密皮层和多孔支撑层的非对称膜，与均质膜相比，非对称膜具有更好的透过性，而致密皮层的存在保持了良好的选择性。