成果简介（技术分析和应用前景分析）：高分子膜因具有较高的热稳定性和良好的机械性质被广泛的应用在气体分离领域。然而，高分子气体分离膜存在罗伯逊上限，影响了气体渗透系数与分离系数的共同提高，严重降低了高分子气体分离膜的应用价值。为了同时提高高分子膜的渗透系数与分离系数，研究人员将纳米材料，如纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和金属-有机骨架材料等，与高分子复合，制备出气体分离性能优异的高分子复合膜。然而，上述纳米材料与高分子的相容性较差，导致高分子复合膜的机械性能降低，极大地限制了该类气体分离膜的应用范围。近年来，碳纳米管和石墨烯等新型纳米碳材料因其自身的优异性能及与高分子良好的相容性而被广泛应用在高分子气体分离膜的制备中。然而，单一碳纳米管-高分子复合膜的自由体积较小，不利于气体分离性能的进一步提高。为了增加气体分离膜的自由体积，我们在结构上对碳纳米管进行改进，首次利用化学法制备了碳纳米管/氧化石墨烯复合结构并将其应用在聚酰亚胺气体分离膜中。该气体分离膜成本低廉，具有较好的热稳定性，较高的气体渗透系数与分离系数，复合聚酰亚胺的氢气和二氧化碳的气体渗透系数比本征聚酰亚胺的渗透系数分别提高了248.8％和214.5％，相对于氮气的分离系数分别提高了158.6％和 161.7％。该复合聚酰亚胺膜在气体分离膜领域具有重要的应用前景。