In der Membranwissenschaft besteht ein Bedarf an Membranen, die über eine hohe Permeabilität und Selektivität sowie über eine hohe mechanische und chemische Stabilität verfügen. Eine perforierte Monolage Graphen erfüllt alle diese Eigenschaften und eignet sich daher theoretisch perfekt als selektive Schicht in einer Membran. Zur Realisierung einer Membran mit einer selektiven Monolage Graphen werden in dieser Arbeit poröse Graphen-Polymer-Kompositmembranen hergestellt. Dabei dient eine poröse PET-Schicht (Polyethylenterephthalat) als Stützschicht für das Graphen. Die Perforierung erfolgt durch die Bestrahlung mit Schwerionen. Diese bilden Poren in der Graphenschicht und Ionenspuren in dem darunterliegenden Polymer. Durch einen anschließenden Ätzschritt werden die Ionenspuren im Polymer in Poren umgewandelt. Mit diesem Herstellungsverfahren sind Poren im Graphen und in der Stützschicht perfekt übereinander ausgerichtet. Auf diese Weise sollen Graphen-PET-Kompositmembranen (GPK) hergestellt werden, die eine für die Ultrafiltration (UF) passende Porengröße besitzen, mechanisch stabil sind und zudem über eine höhere Permeabilität als kommerzielle UF-Membranen bei ähnlicher Selektivität verfügen. In einer separaten Betrachtung der PET-Stützschicht konnten alle Anforderungen an die mechanische Stabilität, den variierbaren Porendurchmesser und die Permeabilität erreicht werden. Es konnten zudem großflächige (d ~ 8 mm) GPK hergestellt werden, die mechanisch ausreichend stabil für die UF sind. Dabei betrug die Graphenbedeckung bis zu 99 % und der Porendurchmesser im Graphen ca. 12 nm. Der Anteil des defekten Graphens befand sich im niedrigen einstelligen Prozentbereich und konnte durch die Verwendung von zwei und drei Schichten Graphen weiter verringert werden. Mit der Verwendung von mehreren Schichten Graphen konnte zudem der Goldnanopartikelrückhalt (d = 50 nm) auf bis zu 52 % erhöht werden. Die Wasserpermeabilität dieser Membranen betrug ca. 400 bis 7000 Lm-2h-1bar-1 und befindet sich damit im Bereich kommerzieller UF-Membranen und darüber. Es wurde zudem eine Gleichung postuliert, die die experimentelle Wasserpermeabilität der GPK gut beschreiben kann. Diese Arbeit stellt einen wichtigen Schritt zur Herstellung großflächiger poröser Graphenmembranen für die UF dar. Es konnte gezeigt werden, dass die Realisierung von großflächiger Graphenbedeckung mit einer Zahl an Defekten möglich ist, die einen UF-Trennprozess erlauben. Um die Leistung von kommerziellen UF-Membranen zu erreichen muss jedoch die Selektivität durch eine geringere Defektdichte im Graphen erhöht werden.