在传统的工业生产中,对混合物进行分离主要依靠精馏,吸附,蒸发等方式,由于涉及到温度或压力变化等操作,需要消耗大量的能量,寻找更节能的手段去代替这些传统分离操作具有经济价值和社会意义。膜分离技术因其节能,操作简单,装置规模轻便等优点,受到了广泛关注。但目前的传统分离膜受材料限制,在渗透性和选择性等方面受分离上限限制。以新型二维纳米材料制备而成的二维膜,由于具有更高的通量,更好的选择性以及更优的抗污耐酸碱能力,充满着发展潜力。现今二维膜的规模化制备还存在着挑战,常用的传统抽滤制备法存在以下问题:占地面积大、耗时长、长时间抽真空耗能高、膜结构有序度较差,在放大制备过程中容易遇到系列工程性难题。本论文针对以上问题,提出引入电泳沉积的方法来快速规模化制备二维分离膜,并实现了二维MXene膜的快速大面积制备,通过该方法制得的二维膜具有更好的结构有序性,同时在离子筛分过程性能优异。具体研究内容如下:首先,我们通过电泳沉积技术实现了二维MXene（Ti₃C₂T_x）膜的快速制备。利用温和的氟化锂辅助盐酸刻蚀法制备带负电的MXene纳米片,继而通过电泳沉积方法,将纳米片溶液沉积在作为正极的商业化廉价的大孔不锈钢网基底上,干燥后即可得到二维MXene膜。与传统抽滤法制备相同厚度的MXene膜相比,该电泳法只需要短短几分钟,而且能通过电泳时间灵活并准确调控膜厚度。通过该方法制备的MXene膜对Na⁺,K⁺,Mg²⁺等金属阳离子表现出了优异的拦截性能,离子渗透速率均在1×10^-2mol m^-2h^-1以下,利用24 h操作的离子渗透速率可算得对应的离子拦截率均在99.5%以上。相比于抽滤法制备的MXene膜,电泳沉积法制备的膜对金属离子的渗透速率降低了近一个数量级,其中Na Cl截留率从94.7%上升到99.5%。经过对MXene溶液在电泳前后的纳米片尺寸分布进行测试分析发现,电泳沉积过程对溶液中尺寸较大的MXene纳米片具有的“智能优选”功能,即较大的纳米片会优先沉积在多孔基底上,这使得MXene膜中的纳米片的组装结构更加有序,最终实现高效的离子截留。其次,我们利用电泳沉积技术实现了二维MXene膜的大面积规模化制备。针对二维膜的大面积均匀制备这个难点,我们设计了一套直立式大面积电泳沉积装置,将直立式商用不锈钢网基底浸没于MXene溶液进行数分钟的电泳沉积,成功制备了一张面积为23×25 cm²均质大膜。通过在该大膜上随机选取六个区域进行系列表征分析,证实了通过电泳制得的大面积MXene膜各处都具有相同的层间距,相似的表面形貌及粗糙度,具有较好的均一性,在离子渗透测试也表现出了优异的拦截效应,与电泳法制备的MXene小膜结果相近,对Li Cl拦截率均在99%以上。上述工作表明该电泳沉积二维膜的制备方法具有良好的放大效应,适合规模化生产。本论文提出的电泳沉积技术不仅可以实现二维MXene膜的快速、大面积规模化制备,同样对具有稳定Zeta电位的其他类型二维纳米片也具有较好的通用性,适用于其他多种二维膜的放大制备。此外,电泳法对大纳米片的“智能优选”功能使得制备的二维膜具有高度有序结构,这将有利于其在多领域的分离应用中表现出优异性能。