La presente invención se encuentra relacionada con un método para la separación de mezclas azeotrópicas de al menos dos componentes, mediante la utilización de nanopartículas o nanoestructuras de cerámica. Dichas partículas alteran la distribución de equilibrio del sistema, desplazando el punto azeotrópico y reduciendo las temperaturas de evaporación de la mezcla. El método comprende las etapas de: seleccionar las nanopartículas o nanoestructuras de óxido metálico de acuerdo con su compatibilidad con la mezcla química azeotrópica a ser separada; dispersar las nanopartículas o nanoestructuras de óxido metálico en la mezcla química azeotrópica; adicionar la dispersión a una cámara de separación; separar la mezcla química, obteniendo una corriente de vapor que comprende los productos más volátiles y una corriente líquida que comprende las especies menos volátiles junto con las partículas de óxido metálico; y alternativamente alimentar la corriente líquida a procesos de recuperación de partículas.