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微孔SiO2膜作为新兴的微孔无机膜，具有耐腐蚀、高温稳定性好、机械强度大和使用寿命长等优点，在气体分离领域具有广阔的应用前景。然而，纯二氧化硅膜的水热稳定性较差，不能在湿热环境下使用。通过表面改性制备水热稳定性良好的微孔SiO2膜成为当前膜科学研究的主要方向。 本论文采用1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷(BTESE)和十三氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)为前驱体，在酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备十三氟辛基修饰的有机-无机杂化SiO2溶胶，在百级洁净室中采用dip-coating技术将修饰后的溶胶涂覆至γ-Al2O3/α-Al2O3多孔陶瓷支撑体上。采用光学接触角测量仪、红外光谱(FT-IR)、动态光散射技术(DLS)、N2吸附、热重分析(TG)和29Si固体核磁共振(29Si MASNMR)等测试手段分别对膜材料的疏水性、溶胶粒径和孔结构进行表征，并在自制气体渗透装置上研究了气体在有支撑SiO2膜材料中的渗透、分离性能以及膜材料的长期水热稳定性。 结果表明与纯SiO2膜材料相比，经十三氟辛基修饰后的有机-无机杂化SiO2膜材料仍然保持良好的微孔结构，孔径分布在0.5～0.8nm之间。随着修饰基团PFOTES加入量的增大，溶胶粒径呈现递增的趋势，膜材料对水的接触角也不断增大。当n(PFOTES)/n(BTESE)=0.6时，膜材料对水的接触角达到110.4°±0.4°。FT-IR和TG结果表明十三氟辛基已成功修饰到膜材料表面。将修饰后的膜材料置于湿热环境下陈化30d，发现孔结构几乎没有发生改变，保持了良好的微孔结构，表明修饰后的膜材料具有良好的水热稳定性。 气体渗透与分离实验表明:氢气在修饰后有支撑(0.6PFOTES)Hybrid-SiO2膜材料中的输运主要遵循微孔扩散机理。在300℃时，氢气的渗透率达到8.5×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1，H2/CO2、 H2/CO和H2/SF6的理想分离系数分别为5.49、5.9和18.36，且当进气摩尔比例为1∶1时H2/CO2和H2/CO的双组份混合气体理想分离系数分别为5.0和5.69，均高于相应的Knudsen扩散分离因子，呈现出良好的分子筛分性能。膜材料在250℃，水蒸气摩尔含量为5％的水热环境中能够稳定工作250h以上。