气体膜分离技术是指混合气体通过具有选择性的膜材料，利用其各组分透过膜的渗透速率不同达到气体分离、提纯的目的，目前，气体膜分离已经成为膜技术中发展最快的分支之一。然而，由于聚合物膜材料的受到Robeson曲线的限制，渗透通联和渗透选择性之间存在着制约关系。一种新型的、具有广阔的应用前景的膜材料被提出，即由高分子聚合物材料和无机纳米材料相互贯穿合成的气体分离复合膜材料。气体分离复合膜材料结合了有机和无机膜材料的优点，成为未来气体膜分离研究、发展方向。本文通过共混法，直接将纳米SiO₂添加到高分子聚合物PES铸膜液中，利用干/湿相转换法制备PES/SiO₂气体分离复合膜。通过SEM观察纳米SiO₂粒子在PES聚合物基体中的分布情况，纳米SiO₂添加量对气体分离复合膜的机械性能、气体分离性、稳定性以及不同后处理方法对O₂、N₂、CO₂、CH₄和H₂气体分子分离性能的影响。结果表明，在真空烘干条件下，随着SiO₂添加量的增加，O₂、N₂、CO₂、CH₄和H₂的渗透通量均增加为原来的4.6、9.2、1.7、3.6和1.9倍，而O₂/N₂，CO₂/CH₄和H₂/N₂的渗透选择性由原来的6.32、37.89和386.82下降到3.17、18.26和76.96，杨氏模量为原来的2倍。由于物理老化现象存在，在放置的60天内，渗透通量和渗透选择性均下降，并随时间的增长趋于性能稳定。本文通过sol-gel法，以TEOS作为前驱体、无水乙醇为溶剂，在酸催化条件下脱水缩合制备PES/SiO₂气体分离复合膜。采用SEM、EDX和机械性能等手段对膜材料以膜材料中纳米粒子的形成和粒径分布情况进行表征，考察不同纳米SiO₂形成量、是否预留空气段以及采用不同的酸催化剂对气体分子分离性能的影响。实验结果表明，在真空烘干条件下，不预留空气段，以醋酸作为脱水缩合催化剂制备的PES/SiO₂气体分离复合膜，当纳米SiO₂的形成量为2Vol.%时，O₂、N₂、CO₂、CH₄和H₂气体分子的渗透通量增加为原来的4.7、6.0、1.8、2.5和2.0倍，而O₂/N₂，CO₂/CH₄和H₂/N₂的渗透选择性由原来的6.32、37.89和386.82下降到4.99、27.57和132.46，杨氏模量为原来的2.5倍，PES/SiO₂气体分离复合膜在存放的60天内，分离性能有所下降并逐渐趋于稳定。