随着全世界科技飞速发展,人口不断增多,全球的淡水资源短缺问题和水资源污染问题愈来愈严重,这对地球生态环境和人类自身安全造成了极大的威胁。这促使了人们开始研究各种水处理技术。膜分离技术是一种绿色、高效的处理水方式,在水处理方面有着很大的潜力。而近几年来,石墨烯及其各种衍生物制备技术飞速发展,其应用也愈加广泛,而石墨烯作为硬度最大的原子尺度的薄膜,吸引了广泛关注。采用实验和分子动力学的方法对石墨烯及其衍生物的传输性质进行了研究。首先,通过自组装的方法制备了折叠石墨烯膜,通过驱动水分子透过不同厚度折叠石墨烯膜的方法,研究了水分子在折叠石墨烯膜层间流动的渗透压与膜厚度的关系。其次,建立了官能团修饰的单层多孔石墨烯膜的渗透模型,研究了压强、孔面积和官能团的修饰对水分子和盐离子跨层流动的影响。研究发现,水分子在跨膜流动中的水通量与面积和官能团的修饰有关,与压强无关;盐离子在跨膜流动中的截留率与压强、孔面积和官能团的修饰有关,其中官能团的修饰对盐离子的渗透体现了选择透过性。最后,建立了官能团修饰的双层多孔石墨烯膜的渗透模型,研究了压强和层间距对水分子和盐离子层间和跨层综合流动的影响。研究发现,当层间距较小时,影响水分子渗透行为的控制因素是层间流动,当层间距较大时,影响水分子渗透行为的控制因素是跨层流动。盐离子在综合流动的中的截留率与压强和层间距有关。