本发明公开了一种层间通道尺寸可控的耐溶胀二维层状膜、制备及应用，首先将二维纳米片沉积在基底表面，得到原状层状薄膜；然后将原状层状薄膜浸入溶剂中溶胀后，置于NaOH和AlCl3的混合液中浸泡，得到二维层状薄膜。本发明的制备方法可以构筑不同层间距的二维层状薄膜，应用于膜分离领域中可实现对不同分子或离子的精确筛分；同时通过薄膜耐溶胀性结果可知，对不同溶液进行分离后，本发明的薄膜的层间距基本不发生变化，改善了二维层状薄膜普遍面临的溶胀问题。