本发明公开了一种高分子-功能化介孔二氧化硅杂化膜及制备方法和应用。所述的杂化膜由聚氧乙烯-聚己内酰胺嵌段共聚物和功能化介孔二氧化硅组成。其制备过程包括：配制聚乙烯亚胺溶液，加入介孔二氧化硅，干燥后得聚乙烯亚胺功能化的介孔二氧化硅；配制聚氧乙烯-聚己内酰胺嵌段共聚物溶液；将聚乙烯亚胺功能化的介孔二氧化硅加入聚氧乙烯-聚己内酰胺嵌段共聚物溶液制得铸膜液制膜。本发明的优点包括：过程简单，制得的杂化膜用于CO2/CH4分离，表现出较好的分离性能，CO2渗透系数达1046barrer，CO2/CH4分离选择性达39.5。