碳捕集、利用与封存技术是能源行业绿色发展的重要途经。与化学吸收法、变压吸附法和低温蒸馏法等传统工艺相比，膜分离法具有低能耗、高效率、小型化、环境友好、易与其他技术集成等优势。目前，膜材料的选择、改性以及对膜结构的重构是提高膜材料分离性能的关键。该文总结对比了有机聚合物膜、无机膜及混合基质膜的研究进展，并对其分离机理、材料及性能进行了介绍，重点综述了材料的改性研究及用于制备混合基质膜的填充材料，展望了CO2分离膜材料性能改进的研究方向及膜分离技术所面临的挑战。
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