为提高混合基质膜（mixed-matrix membranes,MMMs）对真实烟道气和含水天然气的分离性能，通过柠檬酸（citric acid,CA）功能化制备了具有高水稳定性的CA-Cu-BTC填料，并将其与Pebax 1657聚合物共混制备了系列不同掺杂量的MMMs，考察了25℃饱和水蒸气下所制备CA-Cu-BTC/Pebax膜的CO_2/N_2分离性能。结果表明：与纯Pebax膜相比，制备的MMMs具有更好的CO_2渗透性和CO_2/N_2选择性，在CO_2渗透通量为837.2 GPU(1 GPU=3.35×10~(-4)μmol/（m~2·s·MPa））时，CO_2/N_2选择性为49.1。此外，CA功能化改性赋予填料的高水稳定性，使得本文制备的MMMs具备了应用于实际工业气体分离的潜力。