最近几十年,通过各种途径进入生态系统的药物已经对环境产生巨大的危害,并对人体健康造成威胁。世界各国都已检测出药物在水体和固体垃圾中的存在,并在动物体内也已检测出来,加上国家和政府越来越重视环保问题,处理药物环境污染刻不容缓。针对药物分子的处理,吸附法是经济并且效果显著的,而且具有强大的普适性,石墨烯及改性石墨烯由于其极大的比表面积,丰富的表面官能团,从而在处理药物方面存在巨大潜力,尤其石墨烯和芳香族化合物之间的π-π电子作用更是值得充分利用起来。由于其低成本和高效,计算材料学在化学研究中占据着越来越重要的地位,其理论体系已经趋于完善,并在很多研究中表现出其不可替代性。本文基于密度泛函理论,用材料模拟的方法对石墨烯进行金属掺杂、表面修饰、表面缺陷、异质结构四种改性方式,并对其吸附阿司匹林分子的效果进行研究。（1）基于密度泛函理论,研究了本征石墨烯不同吸附位点及Ti掺杂石墨烯吸附阿司匹林分子的效果,通过吸附能、电荷布居等数据分析,发现本征石墨烯对阿司匹林分子存在基于共轭大π键弱吸附相互作用,Ti掺杂石墨烯对阿司匹林分子有较强的吸附作用并伴随化学成键,且在O-Ti-C之间存在电荷传输通道。（2）以石墨烯模型为基础,通过表面修饰SH,S,NH₂,NH基团建立模拟生物炭模型,发现模拟生物炭直接对阿司匹林分子进行吸附时,吸附效果均不好。对模拟的生物炭模型进行Ti原子掺杂,研究表面基团和掺杂原子之间不同距离时的吸附情况,发现由于Ti原子的引入,在Ti原子处有化学成键,生物炭结构更稳定,且对阿司匹林吸附更好,不同距离掺杂对模拟生物炭结构和吸附效果有明显影响。（3）在石墨烯的基础上,构造缺陷模型,并用缺陷石墨烯对阿司匹林进行吸附研究,发现单原子缺陷石墨烯可以稳定存在。其吸附阿司匹林时吸附能达到-8.81eV,进一步通过电子态密度分析证明发生化学吸附,对阿司匹林吸附效果很好,并在缺陷石墨烯的悬挂碳原子处和阿司匹林的羧基之间形成电荷传输通道。（4）构建石墨烯和氮化碳的异质结构,对不同异质结构的稳定性、结合能、电子结构进行研究,并对异质结不同层接触阿司匹林的吸附进行研究,研究表明,晶胞完全失配的石墨烯和氮化碳异质结构比晶胞完全匹配的更稳定,吸附阿司匹林时,效果相比氮化碳的吸附有所增强,异质结的石墨烯层接触阿司匹林时,石墨烯层和阿司匹林之间的相互作用较明显,甚至导致异质结构发生变化。