人口爆炸以及社会发展带来了极大的水环境问题,如原油泄漏、染料排放、生活污水、工业废水等都在侵蚀着地球上为数不多的淡水资源。与此同时,人类对水资源索取的需求业越来越大,造成了严重的水资源短缺问题。因此,为应对当今世界快速发展所带来的水资源短缺问题,水处理技术的研究和发展受到了极大关注。其中,膜分离技术被认为是21世纪最实用的水处理技术,相比于传统处理工艺有占地面积小、出水水质高、运行简单、成本低等特点,在目前的水处理领域有着较强的竞争力。但是由于膜污染现象的存在,使得膜分离技术的进一步应用受阻,是膜技术发展的瓶颈性问题。为此而崛起的膜改性领域成为了膜分离应用进程中的一盏明灯,能够有效控制膜污染问题,也可迎合不同状况研发附带不同性能的膜,是目前研究的热点之一。在此,本研究选取了目前于二维材料领域受关注度较高的MXene,通过一系列改性方法合成各种杂化物,并与聚合物膜相结合制备新型改性膜,提高了膜的分离效率,提升了膜的抗污性能,赋予膜光催化自清洁效益。还通过扩展的Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek（XDLVO）理论解释了改性膜的防污机理,且由于MXene纳米带（MNRs）的制备方法,规定了MXene基改性膜应在非碱性条件下使用。主要研究结果如下:（1）首先通过原位还原法开发了磁性Ni@MXene纳米粒子,然后在湿相转化过程中通过外部磁场被提升到聚醚砜（PES）膜的上层,制备了PES-Ni@MXene膜。该膜具有超高通量,也显示出了显着的防污能力,牛血清蛋白（BSA）和腐植酸（HA）溶液的通量回收率（FRR）分别为64.6%和99.8%。同时,最优膜对刚果红（CR）溶液有着优异的截留率以及较为明显的油水分离能力。为了分析防污机理,XDLVO理论计算了膜表面和污染物（BSA和HA）之间的相互作用能。这项研究为开发高效的基于MXene的膜提供了新的动力。（2）通过简单水热法制备并引入二维Ti O2@MXene纳米材料来制备PES-Ti O2@MXene复合膜。复合膜显示出优异的分离性能和防污能力。过滤牛血清蛋白（BSA）溶液时,最佳膜通量（截留率为95%）达到756.8 L·m-2·h-1·bar-1。此外,PES-Ti O2@MXene复合膜在紫外线照射下具有优异的自清洁功能。根据扩展的Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（XDLVO）方法,PES-Ti O2@MXene复合膜显示出最佳界面条件,显着降低了与污垢之间的相互吸引作用。简便的制备方法以及高效的膜性能表明本研究提出的PES-Ti O2@MXene复合膜具有良好的应用前景。（3）通过对MXene进行KOH碱化,制备新型的纤维状MNRs材料,并将该材料真空抽滤在混合纤维素膜（MCE）表面制备新型的MCE-MNRs二维复合膜。该膜具有超亲水性,以及水下超疏油性,对油滴呈现出超强的抗黏附能力。同时,改性膜通量可达到1.59×10~4 L·m-2·h-1·bar-1,对柴油、汽油、食用油以及正己烷四种不同的油水混合物的截留率都＞99%。此外,由于材料的氧化,改性膜还附带着光催化自清洁效益。污染后的膜在紫外光照射下通量恢复可达76%,有着良好的自清洁能力。因此,基于简便的改性方法以及优异的性能,本研究中提出的新型改性膜在油水分离方向有着很大的应用价值。