随着化石燃料消耗的不断增加，导致CO2的过量排放，引发了严重的环境问题，因此，CO2的分离与回收是环境可持续发展的重要途径。与传统的分离方法相比，膜分离法具有耗能低，投资少，设备简单和环境友好等优点。为了实现CO2的高效分离，研究者在新型膜材料的开发和制膜工艺的改善方面做了深入研究。基于此，本文采用电化学法制备复合膜并研究了其CO2分离性能，说明了电化学制备复合膜的优势，阐明了膜结构与气体分离性能之间的关系，同时对电化学法聚合成膜过程进行了探索。
　　（1）采用三电极系统，苯胺作为聚合单体，高氯酸溶液作为电解液，在PSf膜表面以电化学恒电流法制备PANI/PSf复合膜。苯胺在工作电极上氧化聚合，同时在PSf膜表面成核生长。并用PVAm溶液对PANI/PSf复合膜进行表面修饰，借助扫描电镜（SEM）表征了所制膜的厚度和形貌，结果表明聚苯胺由颗粒逐渐生长成纳米片。全反射红外光谱（ATR-FTIR）表征了膜的化学结构，结果表明合成的聚苯胺为本征态聚苯胺，系统研究了沉积时间、高氯酸浓度、苯胺浓度、进料压力、测试温度对膜气体分离性能的影响。结果表明，1bar下，电解液中苯胺浓度为0.1mol/L，HClO4浓度为1mol/L，电沉积3h制备的复合膜气体分离性能最优。当温度从40℃增加到180℃时，CO2渗透速率降低了20%，CO2/N2选择性降低了68%。复合膜运行400h后，CO2平均渗透速率和选择性为310GPU和90，保持较好的稳定性。且PANI/PSf-3复合膜的分离性能超过了2008年的Robeson上限。
　　（2）采用三电极系统，吡咯作为聚合单体，硫酸溶液作为电解液，恒电流法在PSf膜上电沉积制备PPy/PSf复合膜。研究了沉积时间、H2SO4浓度、吡咯浓度对膜气体分离性能的影响。沉积时间为3.5h，吡咯浓度为0.04mol/L，制备的PPy/PSf复合膜气体分离性能最优，CO2的渗透速率为170GPU，CO2/N2选择性为17。在此基础上，为了提高PPy/PSf复合膜的渗透选择性，用PEG溶液对PPy/PSf复合膜进行表面修饰，膜的渗透选择性显著提高。研究了PEG浓度、进料压力、测试温度对复合膜的CO2分离性能的影响。浸渍5wt%PEG溶液的PPy/PSf复合膜的气体分离性能最优。在180℃下，CO2渗透速率为93GPU，CO2/N2选择性为5。混合气测试表明，复合膜在336h的稳定性测试中，性能没有发生明显降低，CO2平均渗透速率和CO2/N2选择性分别为250GPU和52。
　　（3）为了进一步提高PPy/PSf复合膜的气体分离性能，采用三电极系统，吡咯作为聚合单体，GO水溶液作为电解液，恒电位法在PSf膜上电沉积制备PPy/GO/PSf复合膜。GO充当PPy的阴离子掺杂剂。研究了GO与Py的比例、沉积时间、压力、温度对膜气体分离性能的影响。结果表明：1bar下，沉积时间为4h，GO:Py比例为13时所制备的PPy/GO/PSf复合膜气体分离性能最优，CO2渗透速率为380GPU，CO2/N2选择性为53。当温度升至180℃时，CO2渗透速率为263GPU，CO2/N2选择性为5。在混合气测试中，复合膜运行220h中具有良好的稳定性，CO2平均渗透速率和CO2/N2选择性分别为360GPU和51。