工业社会的快速发展和人口数量的急剧增长导致CO₂的大量排放,引起一系列的环境和气候问题,严重影响人类的生存环境。膜分离技术是一种快速发展的新型分离技术,具有高效、绿色、节能的优点。因此,膜分离技术可能是解决CO₂大量排放的有效途径。碳酸酐酶（CA）作为一种“亲CO₂”的生物酶,游离的CA可将CO₂的水合速率提高到约为1.6×10⁶s^-1,展现出对CO₂的高效捕集的潜力。生物酶有稳定性差,难以回收利用等缺点,而仿生酶具有出色的化学稳定性和优异的界面相容性。因此,本文分别将仿生酶（Co-BBP）与多孔有机聚合物（POPs）的复合材料（Co-BBP@POP-1）和仿生酶（CFA-1）用来制备具有高效催化CO₂能力的混合基质膜（MMMs）,然后研究MMMs对CO₂/N₂的分离性能,并探究该膜的促进CO₂传递机理。主要研究内容如下:（1）POPs含有“亲CO₂”的偶氮基团和“疏N₂”的酚羟基,有助于提升膜的CO₂/N₂分离能力。同时,POPs上的偶氮与酚羟基能够与Co²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺等金属离子螯合,实现金属离子的负载。这项工作充分利用POPs的这一特性,成功将基于金属离子的仿生酶负载到POP-1的表面,合成出具有高效CO₂催化能力的仿生复合材料Co-BBP@POP-1。将合成的Co-BBP@POP-1分散在聚醚嵌段酰胺（Pebax-1657）基质中,制备一系列不同Co-BBP@POP-1负载量的MMMs。POP-1和Co-BBP的协同效应,可极大地促进CO₂在膜中的传递。含5 wt%Co-BBP@POP-1的MMMs表现出较高的CO₂渗透率,是纯Pebax膜的9.5倍。其CO₂渗透率为886 Barrer,CO₂/N₂选择性为94.2（干态）,超过Robeson上限（2008）。在混合气加湿下,Co-BBP@POP-1 Pebax膜的CO₂渗透率提高至1620Barrer,并且CO₂/N₂选择性保持在102,这与仿生酶在自由水作用下催化活性的增加有关。此外,制备的Co-BBP@POP-1 Pebax膜具有良好的机械性能和长期操作稳定性。（2）碳酸酐酶是一种含锌的生物酶,其中Zn²⁺活性中心是将CO₂转化为碳酸盐的关键。新型仿生酶CFA-1的Zn²⁺活性中心与CA相似,并且比CA有着更加优异的重复性、溶剂稳定性和热稳定性,展示出广阔的应用前景。含3 wt%CFA-1的MMMs表现出较高的CO₂渗透率,在干态下,CO₂渗透率为869 Barrer,CO₂/N₂选择性为88.6,超过Robeson上限（2008）。与纯Pebax膜相比,MMMs的CO₂渗透率和CO₂/N₂选择性分别提高9.2倍和2.8倍。在混合气加湿下,CFA-1Pebax膜的CO₂渗透率和CO₂/N₂选择性分别为1409 Barrer和83。同时,探究了不同温度和p H对膜性能的影响,相比于CA Pebax膜,CFA-1 Pebax膜表现出更加稳定的催化活性。本研究深入地探究了仿生酶在气体分离膜领域的应用,为今后仿生材料的合成和应用提供参考。