21世纪水资源问题成为世界的关键性问题,寻找合理使用和循环利用水资源的方法迫在眉睫。通常人类所饮用的水并非单质而是混合物,含有各种离子,而当所饮用的水中某些有害离子过量时,人类饮用后会具有患病的风险。目前的理论研究表明碳纳米管具有超快速的运输水的能力、排水阻盐的能力以及对离子的选择透过性,因此碳纳米管常被看作模拟生物纳米通道和制作海水淡化膜的理想材料之一,根据这些特性推断碳纳米管可能具有滤除污水中过量的有害离子的潜力。利用经典分子动力学的方法,以碳纳米管和石墨烯组成过滤膜作为研究的对象,采用手性参数分别为CNT（7,7）、CNT（8,8）和CNT（9,9）三种管径的碳纳米管作为水通道,膜的一侧使用0.5mol/L的ZnCl₂溶液来模拟污水,其中Zn²⁺模拟过量的有害离子,另一侧则为纯水,通过计算水通量和离子通量比较不同碳纳米管膜的净化能力,并计算了离子在纳米管内运动过程中的势能变化,计算并考察了离子在模拟过程中的运动情况,除此之外,在已有研究的基础上对双壁碳纳米管-石墨烯结构膜进行了模拟并做了简单的分析。滤除有毒离子获得洁净水是要实现主要目的,因此在模拟过程中需要重点关注有害离子滤除率和水通量两个指标,模拟研究结果表明,随着单壁碳纳米管管径的增大,离子将更容易进入碳纳米管,这是由于离子在从溶液一侧到纳米管的过程中势能是增加的,而离子从纳米管到纯水一侧过程中势能是减少的。在一定条件（电场和压力）下对于小管径的纳米管膜,离子不能通过而水分子可以通过,即有害离子滤除率为100%,可以有效滤除有害离子,但其输水能力受到一定限制。超过一定条件,较大管径的纳米管的离子选择透过性会减弱,导致一定有害离子透过,即有害离子滤除率降低,但水通量会得到明显的提升。对于双壁碳纳米管的模拟,模拟发现有毒离子的滤除率为100%,并且在水通量方面比单壁碳纳米管具有很大的提升,计算两种离子在内管与外管通道内的平均力势,得到两种离子的PMF曲线在内管与外管是截然相反的,此外对内管与外管水分子通过情况进行了比较分析,为今后新的碳纳米管水处理膜的出现提供了理论依据。