本发明公开了一种混合基质膜及其制备方法和应用，属于材料科学领域与气体分离领域。混合基质膜包括高分子聚合物与多孔金属‑有机笼状配合物ZRT‑1‑4F。混合基质膜中多孔金属‑有机笼状配合物ZRT‑1‑4F的含量为1‑12wt％。本发明混合基质膜中填充的多孔金属‑有机笼状配合物ZRT‑1‑4F有别于传统的无机填充材料，传统的无机填充材料是随着在混合基质膜中填充量的增多，膜的分离性能越好；而本发明制备的多孔金属‑有机笼状配合物ZRT‑1‑4F则是在较低填充量(3.2wt％)时膜的分离性能最好，之后随着其填充量的增多，膜的分离性能反而下降。