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“温室效应”是全球性的气候问题,CO2作为最主要的温室气体对环境带来诸多危害,因此找到经济高效的CO2分离方法至关重要。与传统的CO2分离方法相比,气体膜分离法具有耗能低,操作简便,环境友好,占地面积小等优点,是最具有应用前景的CO2分离技术之一。混合基质膜兼具了高分子膜便于加工,成膜性能好和无机膜稳定性优异等优点,成为这些年研究的热点。本文以多孔聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜为基膜,以高气体渗透性能的聚三甲基硅丙炔（PTMSP）或聚二甲基硅氧烷（PDMS）为隔离层,以对CO2有特异吸附作用的Pebax为高分子基质,选择二维材料氧化石墨烯（GO）和碳化钛（MXene）作为无机填充剂。通过改变填充剂的浓度来对膜的结构进行调控,构建出较为规整的气体通过通道。本文利用提拉成膜法（Dip-coating）制备了二维材料/Pebax中空纤维复合膜,并应用于CO2/N2体系的分离,该复合膜表现了良好的机械性能和长期运行稳定性。主要研究内容如下:（1）利用Dip-coating技术制备了GO-Pebax/PTMSP/PVDF中空纤维复合膜,应用于CO2/N2的分离。在Pebax浓度为3 wt%、GO浓度为0.1 wt%,提拉速度为0.3 cm/s时,复合膜的气体分离性能最佳,此时CO2通量为413.3 GPU,选择性为43.2。相比于纯Pebax膜,在选择性基本不变前提下CO2通量增加了88%。这是由于GO与Pebax基质之间较好的界面相容性,使得GO在膜内平行有序的排列,构建出较为规整的层状气体通过通道,增加了CO2通量,同时0.35 nm的层间距有利于CO2/N2的分离。（2）为了提升复合膜的气体分离性能,选择了另一种新型二维材料MXene作为填充剂,制备MXene-Pebax/PDMS/PVDF中空纤维复合膜。在MXene浓度为0.05 wt%时,复合膜的性能最佳,此时CO2通量为476 GPU,相比于上一章CO2通量得到了提升。一方面,由于MXene表面大量且均匀的封端基团,使得MXene在Pebax基质中比GO有更好的界面相互作用;另一方面,由于GO片层较柔通常导致较高的堆积效率从而形成了狭窄的层间通道,而MXene片刚性更强尺寸更大,更容易实现有序堆叠,从而形成更为稳定规整的通道,不易变形。为了进一步提升复合膜的选择性,在此基础上添加了含有大量EO链段的聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）,在PEGDA浓度为4.5 wt%时,此时复合膜CO2通量为568 GPU,选择性为58.2,相比于前面复合膜,CO2通量和选择性均得到了较大提升。