MOF基混合基质膜具有良好的CO₂分离前景,但由于MOFs的呼吸效应使其有效分离孔径增大,难以实现CO₂/N₂（CH₄）的精准筛分。采取原位合成调控和后合成修饰调控方法调节MOF的孔道尺寸较为复杂,需要用到有毒试剂,操作要求严苛,且破坏晶体结构。为此,本文提出采用离子液体对孔笼型MOF进行后修饰,通过离子液体在笼腔内的占位作用,调控MOF的有效分离尺寸,以提高大尺寸气体分子通过MOF的传输阻力,实现MOF混合基质膜对不同尺寸的气体对的高效筛分。首先选取ZIF-8作为研究对象,通过吸附-渗入两步法,使离子液体分子吸附在ZIF-8表面,再加热使ZIF-8窗口扩大,使离子液体分子在温度和浓度驱动力下渗入,成功制备了不同[Bmim][PF₆]含量的[Bmim][PF₆]@ZIF-8复合材料。[Bmim][PF₆]和ZIF-8成功结合,两者之间具有相互作用力。TGA结果计算得到了[Bmim][PF₆]@ZIF-8复合物中[Bmim][PF₆]的含量。[Bmim][PF₆]@ZIF-8复合物中由于[Bmim][PF₆]含量变化导致ZIF-8表面吸附量和孔容的减小。[Bmim][PF₆]在ZIF-8笼腔内的成功占位,使得ZIF-8的有效分离尺寸被调控。制备了[Bmim][PF₆]@ZIF-8/Pebax混合基质膜。成膜过程中有痕量离子液体来到ZIF-8表面,但含量近似,说明离子液体被有效限制在ZIF-8笼腔内,调节ZIF-8笼内空间尺寸。膜的气体渗透结果表明,气体测试表明,25 wt.%负载量的[Bmim][PF₆]₈@ZIF-8混合基质膜具有最佳分离性能(P_CO2=113 Barrer,α_CO2/N2=84.5),比[Bmim][PF₆]/ZIF-8混合基质膜的α_CO2/N2高68%而P_CO2仅损失22.5%,超过2008年Robeson上限。此外随着ZIF-8孔道内离子液体含量的增大,混合基质膜的CO₂/N₂分离选择性还会进一步提高,这归因于[Bmim][PF₆]对ZIF-8有效分离尺寸的调控使其介于CO₂和N₂分子尺寸之间。为了验证IL调控MOFs筛分孔径的普适性,选择了相同阳离子[Bmim],但具有更大空间位阻的阴离子[Tf₂N]制备了[Bmim][Tf₂N]@ZIF-8复合材料。选择了具有相似拓扑结构,但窗口尺寸更大的ZIF-71制备了[Bmim][PF₆]@ZIF-71复合材料。随IL含量增加,ZIF-8和ZIF-71表面吸附量逐渐降低,孔体积减小。15 wt.%负载量的[Bmim][Tf₂N]₈@ZIF-8混合基质膜性能最佳(P_CO2=108.3 Barrer,α_CO2/N2=86.7),[Bmim][PF₆]@ZIF-71混合基质膜的P_CO2可达72 Barrer,α_CO2/N2可达89。在更换了更大窗口尺寸的ZIF和占位更强的离子液体后,膜依然具有优异的CO₂/N₂分离选择性。