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如今电子产品不断出新,锂资源利用日益增多,如何将镁锂分离成为学术界研究的焦点。不少研究发现碳纳米管(CNTs)的纳米级孔道类似生物离子孔道,对离子的通透性有特殊的选择作用。本文通过分子动力学模拟的手段,探索了Li+和Mg2+在不同直径和不同修饰碳纳米管内的通量、平均力势、径向和轴向密度分布以及传输轨迹。用“扶手椅”型CNTs(7,7)、(8,8)、(9,9)、(10,10)、(11,11)由三维周期性边界条件建立连续的碳纳米管膜,置于250mmol/L的LiCl或MgCI2溶液中,利用分子动力学模拟研究了Li+和Mg2+在膜中的传导行为。模拟中,研究了不同管径的碳纳米管对Li+和Mg2+的通透性,检测了两种离子进入管时的平均力势,探索了两种离子在碳纳米管内的径向、轴向密度分布,观察了个别离子在管内的运动轨迹。结果表明,CNTs(9,9)可以将Li+和Mg2+有效分离,Li+和Mg2+均不能通过CNTs(7,7)、(8,8),两种离子均可以通过CNTs(10,10)、(11,11),但CNTs(10,10)、(11,11)对离子的选择性不同。进一步在CNTs(10,10)的一端添加不同带电基团,研究了不同基团对两种离子选择透过性的影响。根据对两种离子的选择透过性及通量大小选出CNTs(10,10),在其一端添加不同量的-COO-、-NH3+对两种离子的选择透过性进行了探索。添加情况包括：2个-COO-,4个-COO-,8个-COO-,2个-NH3+,4个-NH3+,1个-COO-和1个-NH3+。考察了不同修饰碳纳米管对离子的通量,离子进入管时的平均力势,径向和轴向密度分布以及离子传输轨迹的影响。结果显示,修饰基团提高了CNTs(10,10)的离子选择性,修饰CNTs(10,10)能将Li+和Mg2+有效分离。添加带电基团后,两种离子的通量都有所下降。在模拟范围内,修饰碳纳米管对Mg2+的通量为0；添加1个-COO-和1个-NH3+基团的碳纳米管对Li+和Mg+的分离效果最佳；添加2个-COO-,4个-COO-的碳纳米管中Li+的通量相差不大；两种离子均不能从添加8个-COO-以及添加4个-NH3+基团的碳纳米管中通过。添加不同的带电基团,两种离子在纳米管内的平均力势,径向、轴向密度分布和传输轨迹均有各自的特征。总之,本文通过分子动力学模拟从基础上研究了碳纳米管膜Li+和Mg2+进行分离的可能性。模拟结果表明碳纳米管有望成为盐湖卤水提锂的一种膜材料。期望通过模拟研究不同直径的碳纳米管分离Li+和Mg2+,以及带电基团修饰较大孔径的碳纳米管分离Li+和Mg2+,对有效开发利用锂资源提供理论参考和技术支持。