一种基于含液碳纳米管薄膜的混合气体分离方法属于气体分离技术领域。首先构建分离气体模型,该分离气体模型由多个碳纳米管构建成碳纳米管薄膜,并对每个碳纳米管的端部进行封闭处理,碳纳米管内部填充离子溶液;对碳纳米管薄膜施加沿碳纳米管轴向的拉伸预应力和侧向的位移约束,碳纳米管端部形成的多个微观孔隙作为调控混合气体分离的薄膜孔隙;薄膜孔隙的特征尺寸可由电场进行调控,电场的施加方向与碳纳米管轴向方向一致,通过电场的施加和撤离实现对气体传输或扩散的控制。本发明针对不同类型的混合气体具有可调控性,分离混合气体范围广,操作简单且灵敏度高,所分离出气体的纯度较高,并且该碳纳米管分离薄膜具有耐腐蚀、耐高温、寿命长等特性。