化石燃料的燃烧使大气中CO2浓度急剧增加,引发了各种环境问题。从烟道气中捕集分离CO2对保护环境具有重要意义。在众多CO2分离方法中,膜分离法以绿色、高效以及低成本等优点而广泛应用。由于兼具无机膜和有机膜的优点,混合基质膜（MMMs）的分离性能有望突破“Trade off”效应,超过Robsen上限。片层材料在膜中易堆叠,暴露的活性位点少,限制了其在气体分离领域的进一步应用。本文以低成本亲CO2的聚醚嵌段酰胺（Pebax-1657）作为高分子基质,以二硫化钼（MoS2）改性材料作为无机填料,制备混合基质膜。通过对MoS2改性改善其在Pebax基质中的分散,增加活性位点,构筑多种气体传递通道,提高膜的气体分离性能。本论文具体的研究内容如下:（1）将三步法制备的L-半胱氨酸（Cys）功能化的MoS2（Cys-MoS2）分散在Pebax基质中制备Pebax/Cys-MoS2混合基质膜。借助TEM、FT-IR、XRD、XPS、N2吸脱附曲线以及CO2吸附表征了Cys-MoS2的微观形貌、化学结构、化学组成、孔结构和CO2吸附性能。采用ATR-FTIR、TG、DSC、机械性能测试以及SEM表征了膜的化学结构、热稳定性、机械性能和微观形貌结构。研究了Cys-MoS2制备条件、含量、进料压力、操作温度等对膜气体分离性能的影响。结果表明:L-半胱氨酸成功负载到MoS2上,并且Cys-MoS2与Pebax基质具有良好的相互作用,可以在Pebax基质中均匀分散。Cys-MoS2含量为1.5 wt%时,Pebax/Cys-MoS2混合基质膜的CO2渗透性达到297 Barrer,相应的CO2/N2选择性达到120,比纯Pebax膜分别提高了206.2%和124.7%。这是因为Cys-MoS2的空位和缺陷位点增强了CO2的吸附选择性;同时,Cys-MoS2中的氨基载体增强了CO2的反应选择性。此外,360 h的长时间稳定性测试过程中,膜的分离性能基本保持不变。（2）将a-MoS2和MIP-202通过机械力化学反应共混添加到Pebax基质中制备Pebax/a-MoS2/MIP-202混合基质膜。借助FT-IR表征了a-MoS2/MIP-202的化学结构。采用ATR-FTIR、SEM、TG以及机械性能测试表征了膜的化学结构、微观形貌结构、热稳定性以及机械性能。研究了水含量、a-MoS2/MIP-202配比、含量、进料压力、操作温度等对膜气体分离性能的影响。结果表明:a-MoS2与MIP-202之间的静电相互作用促进双功能填料在膜中的分散,填料并与Pebax基质具有良好的界面相容性。a-MoS2/MIP-202质量比为5:5和含量为6 wt%时,Pebax/a-MoS2/MIP-202混合基质膜的CO2渗透性达到380 Barrer,相应的CO2/N2选择性达到124.7,比纯Pebax膜分别提高了298.1%和133.5%。这是由于双功能填料构筑了多种CO2传递通道,协同提高了膜的气体分离性能。其中,a-MoS2形成层间筛分通道,提高CO2/N2选择性;含氨基的多孔MIP-202形成促进传递通道,提高CO2渗透性。此外,360 h的长时间稳定性测试过程中,膜分离性能基本保持不变。