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天然气作为一种新型的安全绿色能源,其使用率逐年增加。但天然气中包含了大量酸性气体杂质,导致天然气的燃烧热值下降、运输过程中存在安全隐患等,因此,脱除酸性CO2气体成了工艺中的关键步骤。研究发现使用气体膜分离技术去除天然气中的CO2是一种高效绿色的方法。而气体膜分离技术的高效性主要依赖于聚合膜,混合基质膜因其具有高的渗透性及选择性能而被人们广泛研究。首先,本文将类甲基咪唑（ZIF-8）填充至聚醚酰亚胺（PEI）中制备了 ZIF-8/PEI混合基质膜,考察了其对CO2/CH4分离性能及渗透性能的影响。从电镜图可以看出,ZIF-8填充量较低时,粒子在有机相中分散均匀;填二氯乙烷（DCE）、ZIF-8填充量为25%时,混合基质膜表现出最佳性能,CO2气体的渗透系数与纯PEI膜相比有大幅度提升,从17.29增加到62.93 Barrer,CO2/CH4的分离因子提高了 33.3%。当溶剂为N-甲基吡咯烷酮（NMP）时,气体的渗透系数较溶剂DCE所制备的膜有所提高,但分离因子下降。随着压力的增加,PEI膜及ZIF-8/PEI混合基质膜对气体的渗透系数均增加,分离因子下降。随着温度的增加,PEI膜及ZIF-8混合基质膜对气体的渗透系数及分离因子均增加。其次,本文还分子筛（ZSM-5）填充至PEI中,制备了 ZSM-5/PEI混合基质膜,考察了其对CO2/CH4体系的分离性能及渗透性能的影响。通过渗透性能的测试发现,溶剂为DCE、ZSM-5填充量为20%时,混合基质膜表现出最佳的性能,气体的渗透性能与纯PEI膜相比增加,CO2气体的渗透系数从17.29 Barrer增加到61.23 Barrer,CO2/CH4的分离因子提高了 35.1%。当溶剂为NMP时,气体的渗透系数较溶剂DCE所制备的膜有所提高,但分离因子下降。随着压力的增加,ZSM-5/PEI混合基质膜对气体的渗透系数及分离因子均增加。随着温度的增加,ZSM-5/PEI混合基质膜对气体的渗透系数以及分离因子均增加。比较上述两种不同填充材料所制备的混合基质膜,发现相同操作条件及填充量下,ZSM-5/PEI膜的分离因子及渗透系数较ZIF-8/PEI的都大,当溶剂为DCE、多孔材料填充量为20%时,CO2的渗透系数分别为61.23,50.64 Barrer,分离因子提高了 23.5%,故ZSM-5/PEI混合基质膜具有更优性能。随着压力的增加,PEI膜及ZIF-8/PEI混合基质膜对CO2/CH4的分离因子下降,而ZSM-5/PEI膜的分离因子上升。最后,本文研究了 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）表面改性ZSM-5和ZIF-8填充PEI的混合基质膜对气体渗透性能及CO2/CH4分离性能的影响。研究发现,使用APTES改性后,混合基质膜中的多孔粒子在有机相中分散均匀,膜内结构整体提升;通过对渗透性能的测定,发现APTES改性的混合基质膜对CO2/CH4分离因子均比未改性的高,但气体的渗透系数降低。随着原料气体压力的升高,改性混合基质膜的渗透系数及分离因子均增加。