在实现“碳达峰、碳中和”目标过程中，碳捕集技术成为当下研究热点之一。目前，碳捕集技术主要包括吸收法、吸附法、膜分离法等。在众多碳捕集技术中，膜分离法利用气体分子在膜内渗透速率的差异实现分离，具有节能、高效、操作方便且无二次污染等优势，是近些年发展迅速的CO2捕集技术。在过去的几十年里，虽然有许多种不同的碳捕集膜材料在文献中被报道，其CO2分离性能远超Robeson上限，但只有少数膜材料被应用于工业过程中，或正在向工业应用方向发展。事实上，许多膜的研究都是在实验室规模下进行的，测试膜面积较小，且对于膜分离法的实际应用报告较少。本文结合工业CO2分离/捕集过程，介绍了商业膜和经过中试规模测试的膜的应用，分析了膜分离技术用于沼气脱碳和烟气碳捕集的试验进展及工程应用案例，并针对当前存在的问题，提出对未来基于膜分离法的工业碳捕集的发展方向的建议。