本实用新型提供一种制备二维纳米材料的液相剥离设备，包括溶剂罐、具有乳化切割作用的刀头和超声探头，所述刀头和超声探头均位于溶剂罐内，刀头位于距离溶剂罐底部1/4～1/2高度处，超声探头位于距离溶剂罐底部1/4～3/4高度处。本实用新型提出的装置，将机械剥离与超声剥离复合，可以高效、清洁的将液相中的层状固体粉末剥离成二维纳米薄膜，如石墨烯、二硫化钼、黑磷纳米薄片，避免了使用强酸强碱以及高温高压等苛刻的工艺条件，成本较低、产率较高，适用于规模化制备高质量的石墨烯或者类石墨烯二维纳米材料。