以石墨烯为代表的二维材料因其优异且易于调控的选择透过性,被广泛用于制备具有纳米孔或纳米通道的薄膜,在物质分离特别是海水淡化领域表现出广阔的应用前景。本文综述了石墨烯及其衍生物,包括单层石墨烯、多孔石墨烯和氧化石墨烯,在海水淡化领域中的研究进展与应用。在对石墨烯的本征属性概述的基础上,分别讨论了具有一维纳米孔的多孔石墨烯薄膜和具有二维纳米通道的层状氧化石墨烯薄膜的离子输运与选择透过特性。着重分析了不同制备工艺及其对石墨烯基薄膜选择透过性的影响,石墨烯基薄膜对多种溶液的选择透过性及其调控方法和机理,以及石墨烯基薄膜在海水淡化领域中的应用及其现有局限性。最后,对本领域未来的发展前景进行了展望。