天然气水合物是一种非化学计量的晶体化合物,由水分子间氢键网络构成的笼型结构包络客体分子而形成;作为一种新型能源,具有清洁无污染、能量密度高、已经探明储量丰富等优势,将成为全球能源体系的重要组成部分。随着对水合物研究的深入,所产生的水合物法气体储运、气体捕集和筛分等技术也逐步展示出规模化的巨大潜在价值。然而,水合物形成过程中存在成核困难、反应速率缓慢、水转化率低等动力学瓶颈,以及更容易在高压低温条件下生成的热力学限制;现有的研究中,一般通过添加纳米材料作为促进剂来改善。但是,纳米材料在水中较差的分散性稳定性限制相关研究的进一步拓展。因此,我们通过研究可实现宽浓度范围调变的MXene分散液体系中水合物形成和生长行为,深入探究二维纳米材料对水合物形成过程的作用机理。本文研究了二维MXene膜与水的相互作用,关注于不同条件下MXene膜润湿性和渗透性的变化规律。在润湿性方面,真空干燥存储能维持MXene膜的润湿性性和表面能的稳定;不同MXene膜的表面能处在49.92±2.01至62.44±0.25 m J/m2范围内。研究发现,吸附有机污染和氧化是造成样品接触角波动变化的主要原因。本文首次研究了Ti2CTx基MXene膜的润湿性并获得其表面能。在渗透性方面,MXene膜的水渗透性对干燥处理过程、担载量和沉积速率极为敏感。研究发现,纳米片无序堆叠产生的孔隙会显著增强MXene膜的水渗透性;通过降低纳米片沉积速度可以调控膜内孔隙的产生。因此,可通过控制纳米片的堆积过程调控MXene膜的水渗透特性。由于具有良好的润湿性和导热性,MXene纳米片表面可以提供更多的成核位点,显著增强反应成核过程,诱导时间可显著缩短到约4 min（纯水体系诱导时间超过1 h）;随着分散液浓度升高,体系弱氢键结构的水分子增多,更有利于水合物笼形结构氢键网络的形成,促进水合物晶体的快速形成和生长。体系气体存储性能可通过引入其他动力学促进剂显著改善;MXene和SDS混合体系的气体存储性能具有良好的循环稳定性,十次循环后仅降低4.18%。同时,MXene分散液体系对水合物形成具有略微的热力学促进作用;相比于纯水体系,在相同压力下,MXene分散液体系中水合物在更高温度下形成,相平衡温度最多右移0.54 oC。而不同尺寸纳米片的MXene分散液对水合物形成的促进作用表现出一定的差异;其中,中间尺寸（2.5T和5T）纳米片分散液具有较好的促进效果。本文研究中获得的理论结果为二维纳米材料对水合物的影响研究提供了一定的参考和支撑,有助于高效利用相关材料强化水合物生成的动力学和热力学。