随着现代工业不断发展,水资源污染越发明显,水污染的治理面临着严峻的挑战。目前对工业废水的治理方法主要有沉淀过滤法、活性炭吸附法、电渗析、蒸馏法等,但这些方法成本高、耗能高还会造成二次污染,而膜分离具有装置简单,操作容易、耗能低,易控制、维护,且分离效率高等优势,受到了人们的青睐。但由于易亲水的二维层状GO、MXene膜遇水容易溶胀,其应用受到了限制。本文,采用真空抽滤结合热交联的方式制备二维层状MXene膜,研究其在压力和电压两种驱动方式下的离子筛分性能,以及对重金属离子的脱除。二维层状MXene膜经过真空热处理后发生自交联反应,层间羟基脱水生成Ti-O-Ti键,层间距被固定至7.8?,因此不会发生溶胀。经过处理之后的MXene膜仍然保持很高的水通量484 L·bar^-1·h^-1·m^-2。基于压力驱动,利用二维层状MXene膜进行离子筛分,结果表明,MXene膜对混合离子对K⁺/Na⁺、K⁺/Pb²⁺、K⁺/Ca²⁺和K⁺/Cu²⁺的分离系数分别为1.069、1.267、1.271和1.280,对Na⁺、Pb²⁺、Ca²⁺和Cu²⁺截留率仅28%、39%、40%和40%。由于MXene膜表面带有负电,在MXene膜表面容易吸附阳离子,因此,采用电压驱动法有望提升膜的分离效能。结果显示,在16.5 V电压下,通电50 min,膜基本不溶胀,厚度为365 nm的MXene膜对K⁺/Na⁺、K⁺/Pb²⁺、K⁺/Ca²⁺和K⁺/Cu²⁺的分离系数提升至1.172、78.144、80.344和83.1;对离子Na⁺、Pb²⁺、Ca²⁺和Cu²⁺的截留率分别为87%、99%、99%和99%;两种离子水合离子直径差别越大,分离系数越高;水合离子直径越大,截留率越高。这些说明,利用热交联法制备的二维MXene层状膜在电压驱动下具有良好的离子筛分和重金属离子的脱除性能,可有望用于废水的处理与净化。