分离过程是化工生产中的重要环节,每年需耗费巨大的能源资源。膜分离技术具有高效节能的优势,有望成为传统热分离技术的替代。传统的分离膜材料还存在许多缺点,如寿命短、造价高、难以打破的透量和选择性的平衡等等。开发新型高性能的分离膜材料仍然是推进膜分离技术发展的首要问题。二维膜是近年研究广泛的一类新型膜材料,通常由二维纳米片单元组成,具有二维材料的独特物化性质及可控的传输通道,在气体分离和液体分离方面都展现出了优良的性能,受到研究者的广泛青睐。过渡金属碳（氮）化物（MXene）是2011年成功制备出来的一类新型二维材料,由其三元相的MAX化合物经过选择性刻蚀和剥离制备而成。MXene具有特殊的电化学性质,在电化学储能原件中展现出优异的性能。另一方面,这类由MXene纳米片单元堆叠而成的二维膜具有规则可控的传输通道、丰富的表面官能团、亲水的性质,能够实现水和有机溶剂的传输,同时能够对不同尺寸的分子进行有效筛分。为进一步扩展MXene膜在液体分离中的应用,我们希望将MXene的这种传输及筛分特性应用在水和乙醇的分离中。本论文首先研究制备了一种用于醇水分离的二维MXene膜。选择LiF和HCl作为刻蚀剂,采用超声剥离,得到Ti₃C₂T_X MXene纳米片溶液。然后经过真空抽滤法,将MXene纳米片组装成厚度为2μm的MXene膜,并将其用于乙醇水溶液的渗透汽化分离过程。为研究原料液组成对MXene膜分离性能的影响,我们在室温下测试了MXene膜对于75%⁹5%乙醇水溶液的分离性能。结果表明,MXene膜的分离因子随着原料液中乙醇浓度的上升而增加。在原料液乙醇浓度为95%时,MXene膜的分离因子为135.2,总透量为263.4 g m^-2 h^-1。接着,为探究操作温度对MXene膜分离性能的影响,我们将操作温度从室温升至70 ^oC。随着操作温度的上升,MXene膜的分离因子会出现明显减小,透量会增大。故此类MXene膜更适合室温下高浓度乙醇溶液的分离。这种在低能耗下能实现乙醇-水共沸物分离的性能十分具有应用前景。进一步,为提升MXene膜的透量和分离性能,我们将MXene膜的厚度降低至100 nm,并向其中加入多壁碳纳米管（CNT）制备成复合膜,研究比较了纯MXene膜、4%、6%、8%和10%MXene-CNT复合膜的染料废水纳滤性能。结果表明,CNT的加入能够使MXene膜的层间距增大,并且使复合膜的透量随着CNT含量的增加而增大。对于亚甲基蓝（MB）和甲基橙（MO）两种染料的拦截,复合膜的性能也高于纯MXene膜。在1-5 bar的测试压力下,复合膜还能够保持透量的增长,具有较好的耐压性能。