CN112588115A - 一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纺锤状MXene‑碳纳米管二维膜及其制备方法与应用。该二维纳滤膜是以MXene片层为膜骨架，以碳纳米管为膜孔道调控材料，通过复合组装过程，在多孔聚合物支撑层上堆叠而成。制备好的纳滤膜放置在去离子水中保存待用。本发明方法可以有效的构造纺锤形孔道结构。本发明所制备的纳滤膜具有超高水通量及小分子有机染料截留率，稳定性强，机械强度高。本发明制备方法简单易行、可控性强、生产成本较低且无污染，具有很大的应用前景。

Description

一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜及其制备方法与应用。
背景技术
水是地球所有生命生存的基础。工业经济的高速发展，给社会带来了巨大的进步，同时带来了一系列严重的问题。在众多问题中，水污染的问题尤为突出。尤其是中国这个人均水资源低于世界平均水平的国家，节约用水以及对污水的净化处理有极其重要的战略意义，同时对于人类实现可持续发展有着重要的现实意义。
在现有的水处理技术中，相对于传统分离技术，由于膜分离技术具有高分离效率低能耗和低成本而越来越受到人们的关注，并且应用也越来越广泛。其中，纳滤膜是一种截留分子量在200-1000a之间的压力驱动的分离膜。纳滤技术具有低能耗、低投资、低维护成本、易操作、可靠性高和高通量的特点，它在很多场合可以取代反渗透，因此纳滤膜及纳滮技术已经在食品化工行业、医药行业、污水处理，脱盐工业等领域得到了广泛的应用。
纳滤膜的制备方法主要有界面聚合法、相转化法、荷电化法和共混法等，界面聚合法是使用最广泛的一种纳滤膜制备方法。目前，纳滤膜主要采用聚酰胺作为超薄功能层，使用界面聚合法制备聚酰胺纳滤膜，通过水相中多元胺单伓与油相中的多元酰氯单体在相界面发生聚合反应，形成致密的聚酰胺功能层。界面聚合过程中，需要极其严格地控制反应单体的浓度、反应时间、反应温度及环境湿度等较难控制的条件，这极大地增加了纳滤膜的制备难度，限制了纳滤膜在水处理及各种分离浓缩领域的应用。
近年来新出现的二维膜具有机械强度高，热稳定性和化学稳定性优良，操作简单可控性好等特点，逐渐成为了科学家的研究热点。同时，研究表明，二维膜的分离性能要远高于传统膜。目前，二维膜材料主要有石墨烯/氧化石墨烯材料和类石墨烯材料两大类。其中二维石墨烯/氧化石墨烯膜近年来硏究很广泛，但是其缺点也是很明显的，主要包括制备过程的成本高，在水溶液中不稳定和抗污染能力较差。另外，现有的石墨烯膜水通量普遍较低，Trade off现象严重，在水处理方面仍然无法得到广泛应用。
如何有效选择膜材料，合理设计膜通道，制备岀一种低成本、高水通量高选择性和分离效率高的新型二维纳滤膜已逐渐成为人们研究的重点。
发明内容
针对现有技术的缺陷和不足，本发明首要目的在于通过合理设计膜通道，提供一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜及其制备方法与应用，由此方法制备的MXene-碳纳米管二维膜具有超高水通量和选择性，在水溶液中稳定存在，有效缓解trade off 现象，可用于水净化处理领域。
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述的分离功能层为由MXene和碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，分离功能层的厚度为500-1000微米。
作为改进的是，碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管，氨基化多壁碳纳米管，羧基化单壁碳纳米管或氨基化单壁碳纳米管。
作为改进的是，所述支撑层为尼龙膜，PAN膜或AAO膜，且孔径为100-200nm。
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，制备分离功能层所用的 MXene材料
将碳钛化铝加入到盐酸-氟化锂混合溶液中，在30~40℃下240-420rmp转速下搅拌，经过24小时，得到分散液A；其中，盐酸的浓度为6~12M, 碳钛化铝与氟化锂的质量比为1：1~1.5；
将制备的分散液A进行离心分离、洗涤、得到 MXene多层材料沉淀物；将制备的MXene多层材料用去离子水重新分散后进行超声或手摇剥离0.5-1h，离心得到单层MXene分散液;
步骤2，制备复合纳滤膜的分离功能层
将碳纳米管分散于去离子水中得质量分数为0.0025wt%~0.005wt%的碳纳米管分散液，再将步骤1制备的单层MXene分散液用水稀释至0.15-1.5mg/L后，加入碳纳米管分散液中，超声分散后得到混合分散液，其中，MXene与碳纳米管的质量比为1：0.5~1；
步骤3，支撑层预处理
将支撑层放入浓度为0.5~1M的NaOH 溶液中，60℃预处理3h后备用；
步骤4，制备纺锤状MXene-碳纳米管二维膜
将步骤2中混合分散液通过抽滤或压滤在步骤3预处理后的支撑层上形成分离功能层，即得纺锤状MXene/碳纳米管二维膜，所述分离功能层的厚度为500~1000nm。
上述纺锤状MXene/碳纳米管二维膜在分离污水上的应用。
作为改进的是，所述污水为粒径为3nm为亮黄、粒径为1.5nm为亚甲基蓝或粒径为1nm为甲基橙溶液。
本发明纺锤状MXene/碳纳米管二维膜是以MXene片层为膜骨架，以碳纳米管为膜孔道调控材料，通过复合组装过程，构造了分级结构的纺锤形通道，该纺锤状通道区别于传统单层间距运输通道，其小层间距区域可有效分离杂质，宽层间距区域可快速运输水分子，最终具有优异的分离效率；本发明制备出了高水通量高选择性的MXene/碳纳米管二维纳滤膜，该二维膜在维持较高截留率的基础上，其水通量为传统商业纳滤膜的100倍左右，有效缓解了Trade off 现象。
有益效果：
与现有技术相比，本发明一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜及其制备方法与应用，具有以下特点：
(1)该纺锤状MXene/碳纳米管二维膜的水通道区别于传统单层间距运输通道，构造了纺锤形分级运输通道，小层间距区域可有效分离杂质，宽层间距区域可快速运输水分子；(2)该纺锤状MXene/碳纳米管二维膜用于处理1nm左右的带电有机化合物时，具有超高的水通量以及较高的选择性，分离效率高，在纳滤膜中有很好的应用前景；
(3)该纺锤状MXene/碳纳米管二维膜稳定性好，机械强度高，耐高压，耐酸碱，能在水中能稳定存在
(4)制备过程简单、能耗低、所需原料少、成木低、可重复性高、适用性广泛，适合上业化生产。
附图说明
图1为实施例1制得的纺锤状MXene/碳纳米管二维膜表面扫摧电子显微镜图；
图2为实施例1制得的纺锤状MXene/碳纳米管二维膜的横截面扫描电子显微镜图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式进行说明。
实施例1
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述分离功能层为由MXene和羧基化多壁碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，分离功能层的厚度为500-1000微米。
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将1g LiF粉末与30ml 6M盐酸溶液混合，然后将1g Ti3AlC2粉末缓慢加入上述混合溶液，35℃下以300rpm的速度进行搅拌24小时得分散液A，再对分散液A进行离心，然后用去离子水离心洗涤沉淀7次,至pH 为中性,将得到的沉淀物用去离子水重新分散，置于烧杯中，在超声条件下剥离30分钟后，上述溶液以转速3500 rpm下离心1小时,取上清液即为MXene片层分散液；
步骤2，取5mg羧基化多壁碳纳米管，分散到100 mL去离子水中，得到质量分数为0.005t%羧基化多壁碳纳米管分散液；
步骤3，取上述MXene 片层分散液（含MXene片层15mg）稀释到100 mL，再将30 mL羧基化多壁碳纳米管分散液加入到上述稀释溶液，超声20分钟后得到MXene/多壁碳纳米管分散液；
步骤4，对聚丙烯腈多孔基底放入浓度为0.5 M的NaOH溶液中，在60℃条件下预处理3h；
步骤5，将得到的MXene/碳纳米管分散液通过抽滤方法均匀的负载到大小为0.22μm的聚丙烯腈多孔基底上，得到纺锤状MXene/多壁碳碳纳米管二维膜。
本实施例的纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜在水净化中的应用：
将上述的负载于聚丙烯腈基底的MXene/多壁碳纳米管二维膜放入死端过滤装置中，进料侧加入含有粒径为3nm的亮黄水溶液(浓度为20mg/mL)，压力为1bar，pH为7。
结果：纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜对含有粒径为3nm的亮黄水溶液的截留率为99.2%,水通量为1210 L/m2·h·bar，约为传统商业纳滤膜（如陶氏（DowFilmTec）聚酰胺类纳滤膜（包括NF90、NF200和NF270等），海德能（Hydronautics）的HYDRA-core 10以及日本电工（Nitto）的NTR-729HF和NTR7400系列等）纯水通量的100倍左右。且此二维膜在水中稳定存在1个月之久。
实施例2
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述的分离功能层为由MXene和羧基化多壁碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，分离功能层的厚度为500-1000微米。
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将1.2 g LiF粉末与30ml 9M盐酸溶液混合，然后将1g Ti3AlC2粉末缓慢加入上述混合溶液，35℃下以300rpm的速度进行搅拌24小时得分散液A，再对分散液A进行离心，然后用去离子水离心洗涤沉淀7次，至洗涤液pH 为中性，将得到的沉淀物用100 mL去离子水重新分散，置于蓝盖瓶中，，用手摇晃20分钟后，上述溶液以转速3500 rpm离心1小时,得到上清液即为MXene片层分散液；
步骤2，取5mg羧基化多壁碳纳米管，分散到100 mL去离子水中，得到质量分数为0.005t%羧基化多壁碳纳米管分散液；
步骤3，取上述MXene 片层分散液（含MXene片层7.5mg）稀释到100 mL，再将10 mL羧基化多壁碳纳米管分散液加入到上述稀释溶液，超声20分钟后得到MXene/多壁碳纳米管分散液；
步骤4，对尼龙多孔基底放入浓度为0.5 M的NaOH 溶液中，在60℃条件下预处理3h；
步骤5，将得到的MXene/碳纳米管分散液通过抽滤方法均匀的负载到大小为0.22μm的尼龙多孔基底上，得到的纺锤状MXene/多壁碳碳纳米管二维膜。
本实施例的纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜在水净化中的应用：
将上述的负载于尼龙基底的MXene/多壁碳纳米管二维膜放入死端过滤装置中，进料侧加入含有粒径为1.5 nm的亚甲基蓝溶液(浓度为20mg/mL)，操作压力为1 bar，pH为7。
结果：纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜对1.5 nm的亚甲基蓝溶液的截留率为96.1%,水通量为1340 L/ m2·h·bar，且此二维膜在水中稳定存在1个月之久。
实施例3
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述的分离功能层为由MXene和羧基化多壁碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，分离功能层的厚度为500-1000微米。
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将1.2 g LiF粉末与30ml 9M盐酸溶液混合，然后将1g Ti3AlC2粉末缓慢加入上述混合溶液，35℃下以300rpm的速度进行搅拌24小时得分散液A，再对分散液A进行离心，然后用去离子水离心洗涤7次，至pH 为中性，将得到的沉淀物用100 mL去离子水重新分散，置于蓝盖瓶中，用手摇晃20分钟后，上述溶液以转速3500 rpm离心1小时,得到上清液即为MXene片层分散液；
步骤2，取5mg羧基化多壁碳纳米管，分散到100 mL去离子水中，得到质量分数为0.005t%羧基化多壁碳纳米管分散液；
步骤3，取上述MXene 片层分散液（含MXene片层7.5mg）稀释到100 mL，再将10 mL羧基化多壁碳纳米管分散液加入到上述稀释溶液，超声20分钟后得到MXene/多壁碳纳米管分散液；
步骤4，对尼龙多孔基放入浓度为0.5 M的NaOH 溶液中，在60℃条件下预处理3h；
步骤5，将得到的MXene/碳纳米管分散液通过抽滤方法均匀的负载到大小为0.22μm的尼龙多孔基底上，得到的纺锤状MXene/多壁碳碳纳米管二维膜。
本实施例的高性能的纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜在水净化中的应用：
将上述的负载于尼龙基底的MXene/多壁碳纳米管二维膜放入死端过滤装置中，进料侧加入含有粒径为1.5 nm的亚甲基蓝溶液(浓度为20mg/mL)，操作压力为8 bar，pH为7。
结果：纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜对1 nm的甲基橙溶液的截留率为96.4%,水通量为1120 L/ m2·h·bar，且此二维膜在水中稳定存在1个月之久。
实施例4
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述的分离功能层为由MXene和羧基化多壁碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，分离功能层的厚度为500-1000微米。
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将1.2 g LiF粉末与30ml 9M盐酸溶液混合，然后将1g Ti3AlC2粉末缓慢加入上述混合溶液，35℃下以300rpm的速度进行搅拌24小时得分散液A，再对分散液A进行离心，然后用去离子水离心洗涤沉淀7次，至pH 为中性，将得到的沉淀物用100 mL去离子水重新分散，置于蓝盖瓶中，用手摇晃20分钟后，上述溶液以转速3500 rpm离心1小时,得到上清液即为MXene片层分散液；
步骤2，取5mg羧基化多壁碳纳米管，分散到100 mL去离子水中，得到质量分数为0.005t%羧基化多壁碳纳米管分散液；
步骤3，取上述MXene 片层分散液（含MXene片层7.5mg）稀释到100 mL，再将10 mL羧基化多壁碳纳米管分散液加入到上述稀释溶液，超声20分钟后得到MXene/多壁碳纳米管分散液；
步骤4，对尼龙多孔基底放入浓度为0.5 M的NaOH 溶液中，在60℃条件下预处理3h；
步骤5，将得到的MXene/碳纳米管分散液通过抽滤方法均匀的负载到大小为0.22μm的尼龙多孔基底上，得到的纺锤状MXene/多壁碳碳纳米管二维膜。
本实施例的纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜在水净化中的应用：
将上述的负载于尼龙基底的MXene/多壁碳纳米管二维膜放入死端过滤装置中，进料侧加入含有粒径为1.5 nm的亚甲基蓝溶液(浓度为20mg/mL)，操作压力为8 bar，pH为3。
结果：纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜对1 nm的甲基橙溶液的截留率为95.6%,水通量为1240 L/ m2·h·bar，且此二维膜在水中稳定存在1个月之久。
实施例5
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述的分离功能层为由MXene和羧基化多壁碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，分离功能层的厚度为500-1000微米。
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将1.2 g LiF粉末与30ml 9M盐酸溶液混合，然后将1g Ti3AlC2粉末缓慢加入上述混合溶液，35℃下以300rpm的速度进行搅拌24小时得分散液A，再对分散液A进行离心，然后用去离子水离心洗涤沉淀7次，至洗涤液pH 为中性，将得到的沉淀物用100 mL去离子水重新分散，置于蓝盖瓶中，用手摇晃20分钟后，上述溶液以转速3500 rpm离心1小时,得到上清液即为MXene片层分散液；
步骤2，取5mg羧基化多壁碳纳米管，分散到100 mL去离子水中，得到质量分数为0.005t%羧基化多壁碳纳米管分散液；
步骤3，取上述MXene 片层分散液（含MXene片层7.5mg）稀释到100 mL，再将10 mL羧基化多壁碳纳米管分散液加入到上述稀释溶液，超声20分钟后得到MXene/多壁碳纳米管分散液；
步骤4，对尼龙多孔基底放入浓度为0.5 M的NaOH 溶液中，在60℃条件下预处理3h；
步骤5，将得到的MXene/碳纳米管分散液通过抽滤方法均匀的负载到大小为0.22μm的尼龙多孔基底上，得到的纺锤状MXene/多壁碳碳纳米管二维膜。
本实施例的高性能的纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜在水净化中的应用：
将上述的负载于尼龙基底的MXene/多壁碳纳米管二维膜放入死端过滤装置中，进料侧加入含有粒径为1.5 nm的亚甲基蓝溶液(浓度为20mg/mL)，操作压力为8 bar，pH为11。
结果：纺锤状MXene/多壁碳纳米管二维膜对1 nm的甲基橙溶液的截留率为94.3%,水通量为1390 L/ m2·h·bar，且此二维膜在水中稳定存在1个月之久。
实施例6
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述分离功能层为由MXene和羧基化单壁碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，分离功能层的厚度为500-1000微米。
一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，包括以下步骤
步骤1，将1.5 g LiF粉末与30ml 12M盐酸溶液混合，然后将1g Ti3AlC2粉末缓慢加入上述混合溶液，35℃下以300rpm的速度进行搅拌24小时得分散液A，再对分散液A进行离心，然后用去离子水离心洗涤沉淀7次,至pH 为中性, 将得到的沉淀物用100 mL去离子水重新分散，置于蓝盖瓶中，，用手摇晃10分钟后,将上述溶液以转速3500 rpm下离心1小时,得到上清液即为MXene片层分散液；
步骤2，取2.5mg羧基化单壁碳纳米管，分散到100 mL去离子水中，得到质量分数为0.0025%羧基化单壁碳纳米管分散液；
步骤3，取上述MXene 分散液（含MXene片层7.5mg）稀释到100 mL，再将10 mL 上述羧基化单壁碳纳米管分散液 加入到上述稀释溶液，超声20分钟后得到MXene/单壁碳纳米分散液；
步骤4，对尼龙多孔基底放入浓度为1 M的NaOH 溶液中，在60℃条件下预处理3h；
步骤5，将得到的MXene/单壁碳纳米管分散液通过抽滤方法均匀的负载到大小为0.22μm的尼龙多孔基底上，得到非对称的纺锤状MXene/单壁碳纳米管二维膜。
本实施例的纺锤状MXene/单壁碳纳米管二维膜在水净化中的应用：
将上述的负载于尼龙基底的MXene/单壁碳纳米管二维膜放入膜分离装置中，进料侧加入含有直径为1 nm的甲基橙水溶液(浓度为20mg/mL)，操作压力为1 bar，pH为7。
结果：纺锤状MXene/单壁碳纳米管膜二维膜对1 nm的甲基橙溶液的截留率为96.2%,水通量为1020L/ m2·h·bar，且此二维膜在水中稳定存在1.5个月之久。
对比例7
一种MXene二维膜，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述的分离功能层为由MXene形成的二维堆叠膜。
一种MXene二维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将1.2 g LiF粉末与30ml 9M盐酸溶液混合，然后将1g Ti3AlC2粉末缓慢加入上述混合溶液，35℃下以300rpm的速度进行24小时，然后用去离子水离心洗涤7次，至pH为中性，将得到的沉淀物用100 mL去离子水重新分散，置于蓝盖瓶中，用手摇晃20分钟后，上述溶液以转速3500 rpm下,得到上清液即为MXene片层分散液；
步骤2，取上述MXene 片层分散液（含MXene片层7.5mg）稀释到100 mL，超声20分钟后得到稀释的MXene分散液；
步骤4，对尼龙多孔基底放入浓度为0.5 M的NaOH溶液中，在60℃条件下预处理3h；
步骤5，将得到的稀释的MXene分散液通过抽滤方法均匀的负载到大小为0.22μm的尼龙多孔基底上，得到的MXene二维膜。
本实施例的MXene二维膜在水净化中的应用：
将上述的负载于尼龙基底的MXene二维膜放入死端过滤装置中，进料侧加入含有粒径为1.5 nm的亚甲基蓝溶液(浓度为20mg/mL)，操作压力为8 bar，pH为7。
结果：MXene二维膜对1.5 nm的亚甲基蓝溶液的截留率为95.2%,水通量为370 L/m2·h·bar。
综上所述，相较于未加碳纳米管的MXene二维膜，具有梭形运输通道的MXene-碳纳米管的二维膜的截留性能和水通量均有一定程度的提高，尤其是水通量提高了3倍左右。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，其特征在于，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述分离功能层由MXene和碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，所述分离功能层的厚度为500-1000微米。
2.根据权利要求1所述的一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，其特征在于，碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管，氨基化多壁碳纳米管，羧基化单壁碳纳米管或氨基化单壁碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，其特征在于，所述支撑层为尼龙膜，PAN膜或AAO膜，且孔径为100-200nm。
4.基于权利要求1所述的一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制备分离功能层所用的 MXene材料
将碳钛化铝加入到盐酸-氟化锂混合溶液中，在30~40℃下240-420rmp转速下搅拌，经过24小时，得到分散液A；其中，盐酸的浓度为6~12M, 碳钛化铝与氟化锂的质量比为1：1~1.5；将制备的分散液A进行离心分离、洗涤、得到 MXene多层材料沉淀物；将制备的 MXene多层材料加进行超声或手摇剥离05-1h，离心得到单层MXene分散液；
步骤2，制备复合纳滤膜的分离功能层
将碳纳米管分散于去离子水中得质量分数为0.0025wt%~0.005wt%的碳纳米管分散液，再将步骤1制备的单层MXene分散液用水稀释至0.15-1.5mg/L后，加入碳纳米管分散液中，超声分散后得到混合分散液，其中，MXene与碳纳米管的质量比为1：0.5~1；
步骤3，支撑层预处理
将支撑层放入浓度为0.5~1M的NaOH 溶液中，60℃预处理3h后备用；
步骤4，制备纺锤状MXene-碳纳米管二维膜
将步骤2中混合分散液通过抽滤或压滤在步骤3预处理后的支撑层上形成分离功能层，即得纺锤状MXene/碳纳米管二维膜，所述分离功能层的厚度为500~1000nm。
5.基于权利要求1或权利要求4所述的纺锤状MXene/碳纳米管二维膜在分离污水上的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述污水为粒径为3nm为亮黄、粒径为1.5nm为亚甲基蓝或粒径为1nm为甲基橙溶液。
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