渗透蒸发是一种节能高效、绿色环保的膜技术,其不依靠热力学平衡分离液体混合物,适用于共/近沸物、异构体以及热敏物质等分离。其中,膜材料是渗透蒸发技术的关键。二维（2D）材料具备各向异性,高横纵比及高比表面积的优势,其作为杂化膜填充剂可克服膜渗透性和选择性之间的trade-off效应。本文将2D材料引入海藻酸钠（SA）中制备杂化膜,通过2D材料取向调控在膜内构建垂直传质通道,获得高性能乙醇脱水分离膜,为采用垂直取向2D填充剂制备先进杂化膜提供了新策略。主要研究成果有:通过外场诱导制备垂直取向Fe3O4纳米片杂化膜。采用溶剂热法合成Fe3O4纳米片,与SA物理共混后,通过磁场调控制备杂化膜。Fe3O4纳米片具有超顺磁性,在130 m T的静磁场中实现取向调控,并在杂化膜内形成垂直取向的SA-Fe3O4界面通道,降低渗透分子传质通道的曲折度,缩短渗透分子传质路径。同时,垂直取向的Fe3O4纳米片提高了膜表面粗糙度,增强了膜表面亲水性,实现了溶解和扩散的协同优化。考察了Fe3O4纳米片填充量及Fe3O4纳米片取向对杂化膜结构及渗透蒸发乙醇脱水性能的影响,建立2D材料取向与渗透蒸发性能之间的构效关系。当填充量为0.4 wt%时,杂化膜的水渗透性为1436 Barrer,选择性为3248。通过内源驱动制备垂直取向水滑石（LDH）纳米片杂化膜。基于晶体生长过程“进化-选择”机制,通过水热合成在聚丙烯腈基膜上生长LDH垂直阵列。LDH阵列经聚多巴胺（PDA）修饰后,SA浸润阵列间隙制备杂化膜。LDH在杂化膜中形成了垂直固有通道,提高水分子的渗透速率,强化膜的渗透性;LDH具有0.28 nm的层间通道,介于水和乙醇分子的动力学直径之间,可实现二者筛分,提高了膜的选择性,实现杂化膜渗透性和选择性的同时提高。通过LDH垂直阵列合成时间及金属比例调控了阵列的高度、致密程度等物理结构,建立LDH阵列物理结构与渗透蒸发性能间的构效关系。当LDH阵列合成时间为10 h,Co2+:Al3+为2时,杂化膜的水渗透性为7742 Barrer,选择性为1903。