将无机颗粒和聚合物掺杂在一起制备复合膜是为打破气体分离膜选择性和渗透系数之间的制约关系而提出的有效方法。无机相的加入可以增大膜的自由体积，促进气体扩散传递，同时无机颗粒也可能与气体相互作用，增大气体在膜中的溶解度，从而提高膜的气体分离性能。然而，通常无机颗粒在复合膜中呈随机分散状态，颗粒间易于团聚，容易在两相界面上形成界面缺陷，导致膜性能的提高有限甚至下降。因此促进颗粒在膜中的均匀分散，使其沿膜的厚度方向形成有序排布，是充分利用无机颗粒-聚合物两相作用，有效提高膜的气体分离性能的关键。本文提出通过外加交流电场的方法辅助制备多壁碳纳米管（MWCNTs）-聚苯乙烯（PS）复合膜。电场方向与膜表面垂直，颗粒在电场的诱导作用下，在垂直于电场的方向上相互排斥，抑制团聚，在膜的厚度方向上相互吸引形成沿电场方向的有序排布。首先考察了碳纳米管在不同介电常数（0~40）的溶剂中对电场的响应情况，发现溶剂的介电常数越低，电场对碳纳米管的定向作用越明显。根据实验结果筛选出介电常数为2.5的四氯乙烯为制膜溶剂。以四氯乙烯为溶剂配制铸膜液，观察了铸膜液中的碳纳米管在不同场强和频率电场下的定向效果。实验发现存在某一临界场强，只有当场强大于临界场强时才能对碳纳米管产生定向作用，而且场强越高，定向效果越显著。电场频率越高，碳纳米管沿电场方向周期运动的幅度越小，形成稳定的定向结构所需要的时间越短。在上述实验的基础上，分别制备了纯聚苯乙烯膜、碳纳米管含量为0.1~0.4wt%的非定向复合膜、1Hz，2000V/cm定向的复合膜以及100Hz，2000V/cm定向的复合膜。对碳纳米管在膜中的分散状态，膜的晶相结构进行了表征，测量了膜的荧光特性，机械性能，垂直向电阻和气体分离等性能。实验结果表明复合膜的气体透过性随碳纳米管含量的增大而增大；电场定向既可以使碳纳米管沿膜的厚度方向形成定向排布，又可以抑制碳纳米管的沉降，促进其在膜中的均匀分散；定向膜的气体透过性和选择性均优于非定向膜，而且电场频率越高，效果越显著。