石墨烯的发现在材料科学、化学和纳米技术等多个领域[1-4]引发了学者对二维材料的广泛关注。

二维材料是单维度受限在纳米级的晶体材料，其单原子层的内在结构存在强的平面内共价键和弱的平面外范德华相互作用，使得它们在电子、催化、生物医药等领域具有广阔的应用前景 [5]。

其中，二维材料膜被广泛应用于各种分离过程[6]，从小规模过程如化学合成和提纯，到工业规模过程如海水淡化和空气分离。

膜作用主要通过在两相之间形成界面，限制某些分子运动的同时允许其他分子通过。

一般地，二维材料制备的膜具有单原子厚度及微米级侧边尺度，能使传质阻力最小、通量最大，因此被认为是发展分离技术的基础。

二维材料固有的多孔结构，或通过精准穿孔、可控自组装获得的纳米或亚纳米孔结构能使膜对液体、气体、离子和其他成分进行高选择性的透过。

近年来，各种二维材料包括石墨烯家族[2]、剥离态二硫化物及叠层氧化物[3]、沸石[7]、金属有机框架（MOF）纳米片[8]已经被证实能作为高性能膜绝佳的基本构成要素。

基于其原子结构，二维材料可以是多孔或无孔。

所以它们可以用于制备纳米薄膜和叠层膜两种基本形式的分离膜。

一般地，前者包括单层或少层具有固有均匀大小孔（如沸石、MOF）或钻孔（石墨烯）的二维材料，可应用于选择性透过。