随着社会的发展,人们对高效分离气体混合物技术的要求越来越高,并已成为学术研究热点之一。传统的气体分离技术大多存在生产成本高、设备体积大、过程繁琐和能耗高等缺点。膜气体分离技术由于生产成本低、设备体积小、易操作和对环境友好等优点受到研究人员广泛关注,并且在CO2回收、空气分离和天然气净化等领域表现出极广阔的商业前景。然而,当前市场上的有机膜分离材料不仅耐酸碱性和耐热性差,而且气体渗透性和选择性较低,难以满足需求。因此,有必要开发新型高性能膜材料。炭分子筛膜（简称炭膜）是近些年发展起来的具有优异耐酸碱、耐高温、气体分离性、机械强度、低生产成本等优势。但炭膜也受制于气体渗透性与选择性间trade-off关系,限制了工业推广应用。因此,本文通过沸石及其负载离子对炭膜微结构与性能进行优化,达到强化气体分离性效果。本研究不仅有利于丰富炭膜的制备理论,也为未来炭膜的工业化应用提供重要依据。首先,以聚酰亚胺为前驱体、以含Ag+、Zn2+和Ni2+沸石为掺杂剂,在平板状支撑体上经涂膜、干燥和炭化等步骤制备了混合基质炭膜（MMCMs）。采用扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）和X射线光电子能谱（XPS）分析了炭膜的微观结构与性能。考察了沸石载体种类、用量、离子种类与含量等因素对MMCMs的微观结构与气体分离性影响;同时,也考察了渗透温度和渗透压力等操作条件对炭膜气体分离性的影响。结果显示:（1）以Ag+与多种沸石材料（NaY、ZSM-5和SAPO-23）进行离子交换,并成功制备了沸石（AgY、Ag ZSM-5和Ag SAPO-23）复合的MMCMs。其中,AgY沸石对提高MMCMs气体分离性最显著。随着AgY沸石含量的增大,前驱体膜热稳定性提高,所得MMCMs内部结构更加致密。MMCMs的气体渗透性随渗透温度升高而增大,而选择性随渗透压力升高呈上升趋势。当AgY含量为0.8%、在30℃、0.05MPa时,H2、CO2、O2和N2渗透性分别为1178.03 Barrer、319.98 Barrer、141.8 Barrer和10.12 Barrer,H2/N2、CO2/N2和O2/N2选择性分别为116.4、31.6、14。（2）将Zn2+或Ni2+与NaY沸石进行离子交换制备了Zn Y、Ni Y沸石,并以其为掺杂剂制备了炭膜。研究发现,沸石的引入提高了前驱体膜的热稳定性,使所得MMCMs微结构更加致密,有效提高气体选择性;当Zn Y沸石含量为0.8%,在30℃、0.05MPa时,所制炭膜对H2、O2和N2渗透性分别为93.58 Barrer、49.73 Barrer和1.64 Barrer,同时H2/N2和O2/N2选择性分别为57.84和30.32。（3）将Ag+与Zn2+同时交换NaY沸石制备了Ag Zn Y沸石,以其为掺杂剂制备了炭膜。沸石的引入提高了前驱体膜热稳定性,并有效调控MMCMs气体分离性能。当Ag+:Zn2+=6时,所制备炭膜在30℃,0.05MPa条件下,H2、CO2、O2和N2渗透性分别为719.51 Barrer、221.39 Barrer、133.86 Barrer和5.56Barrer,同时H2/N2、CO2/N2和O2/N2选择性分别为129.41、3982和24.08。（4）与纯组份相比,所制备炭膜对混合气渗透性与选择性均降低。