捕集CO₂等酸性气体的膜分离技术研究已经成为关于能源和环境问题的重大课题之一。固定载体膜是一种用于CO₂捕集很有发展前景的气体分离膜。然而，捕集CO₂的固定载体膜尚处于前期开发阶段，还存在着膜材料种类少以及膜结构难以调控而导致膜性能有待提高的问题。本文首次将多种形貌聚苯胺（PANI）纳米粒子与固定载体膜材料聚乙烯胺（PVAm）混合，制备了一系列具有高CO₂/N₂渗透选择性能的新型CO₂分离膜。采用化学氧化聚合的方法制备出一系列具有不同形貌的盐酸掺杂的聚苯胺纳米粒子，包括聚苯胺纳米纤维，网状聚苯胺纳米纤维，聚苯胺纳米片。利用溶液共混法制备PANI纳米粒子-PVAm/聚砜（PS）复合膜。利用多种测试手段分析了所制膜的结构。使用CO₂/N₂纯气及混合气（体积比20/80）考察了膜的气体渗透性能。结果表明，PANI纳米粒子的加入扰乱了PVAm链段的堆积，从而减小了膜的结晶度，增加了膜的自由体积，由此提高了膜CO₂/N₂的渗透性能；PANI纳米粒子对于CO₂具有很好的渗透性；PANI纳米粒子对N₂的渗透具有阻隔作用，具有高形状比的PANI纳米片具有最好的N₂阻隔作用；PVAm使得PANI纳米粒子脱掺杂，脱掺杂导致PANI纳米粒子自由体积增加，更有利于小分子CO₂的渗透。考察了不同掺杂剂掺杂的PANI纳米粒子与PVAm混合制备的纳米复合膜CO₂/N₂渗透选择性能，发现采用水合离子半径小的掺杂剂掺杂的PANI纳米粒子与PVAm混合制备的纳米复合膜具有更高的CO₂/N₂选择性。研究了PANI纳米粒子的掺杂/脱掺杂过程对PANI-PVAm/PS膜的结构和性能的影响。发现通过PANI纳米粒子的掺杂/脱掺杂过程可以实现膜的微观结构的调控，从而提高膜的CO₂/N₂渗透选择性能。分析表明聚苯胺纳米颗粒-聚乙烯胺/聚砜复合膜具有理想的气体传递特性，这一特性导致该复合膜具有很好的CO₂/N₂渗透选择性能。