生物发酵气体分离脱除CO₂提纯氢气和甲烷是温室气体减排和生物质能清洁转化的重要途径。膜分离CO₂技术具有能效高、易维护和环境友好等突出优势备受青睐,而开发高渗透性和高选择性的膜材料是膜分离CO₂的技术关键。本文通过掺杂金属有机骨架制备聚氧乙烯混合基质膜,增强膜分离CO₂的渗透性和选择性,高效脱除生物氢烷气中CO₂。将锌钴沸石咪唑酯骨架（Zn/Co-ZIF）碳化形成富含吸附CO₂碳氮活性位点的纳米颗粒,原位负载到聚氧乙烯（PEBAX）中制成混合基质膜,使膜分离CO₂的渗透性和选择性同时提升。利用正电子湮没寿命谱仪、气体吸附仪、红外光谱仪等对碳化Zn/Co-ZIF和混合基质膜进行表征,发现碳化处理使Zn/Co-ZIF形成具有碳氮活性位点的局部缺陷结构,增多吸附位点使CO₂吸附量提高了1.87倍达到2.64 mmol/g。负载600℃碳化8 h的Zn/Co-ZIF制成PEBAX-8H混合基质膜,使膜分离CO₂渗透系数提高了15%达到102.5barrers,同时膜分离CO₂/N2、CO₂/CH4和CO₂/H2的选择性分别提升了45%、43%和18%达到52.1、16.4和9.4。采用CO₂吸附能力强的金属有机骨架SIFSIX-2-Cu-i掺混到聚氧乙烯（PEBAX/PEGDME）中,增强了混合基质膜分离CO₂的渗透性。气体吸附仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪等测试表明,添加SIFSIX-2-Cu-i使PEBAX/PEGDME的结晶度降低,增强了高分子链的灵动性。掺混7.5 wt%SIFSIX-2-Cu-i使聚氧乙烯混合基质膜的CO₂渗透系数提高了38%达到485.0 barrers,同时保持了优良的CO₂选择性（CO₂/N2的选择性提升了4%达到50.2）。设计研制中空灯笼状Zn/Co-ZIF提供通道减小阻力增强了聚氧乙烯（PEGDA/PEGDME）混合基质膜的CO₂渗透性。透射电镜和扫描电镜测试表明,145℃合成的Zn/Co-ZIF纳米颗粒（直径490⁵50 nm）具有薄壳（厚度20⁸5 nm）和空心（直径380⁴50nm）的灯笼状结构。X射线衍射仪和氮气吸附仪测试表明,经过145℃刻蚀后Zn/Co-ZIF的晶体结构和孔隙率保持完好。红外光谱图的峰移证实了灯笼状Zn/Co-ZIF通过氢键与紫外交联的聚氧乙烯聚合物（XLPEO）结合良好。因此,15 wt%灯笼状Zn/Co-ZIF纳米颗粒掺混到XLPEO中使CO₂渗透性显著提高了72%达到761.9 barrers,并且保持了CO₂/N2的优良选择性（高于2008 Robeson气体分离上限）。