鉴于环境治理刻不容缓，饮用水中微污染物的检测是当前最富有挑战性的前沿课题之一。纳米碳材料在电子传导能力和吸附能力等方面都具备常规材料无法比拟的优势，而且与电化学这种高效灵敏的方法相结合，实现对饮用水中微污染物的检测。本论文以纳米碳材料为主线，设计合成了具有高效吸附性的功能化纳米碳材料，并应用于水中微污染物的电化学检测；同时探索纳米碳材料的吸附行为与其电化学行为的关系。主要内容包括：1.合成氧气等离子体活化多壁碳纳米管(po-MWCNTs)和氨气等离子体活化多壁碳管(pn-MWCNTs)，并制备相应的两种修饰电极，通过对比二者对硝基芳香化合物的检测结果，研究了不同数量的硝基基团和不同的官能团在碳管表面所导致不同的电化学响应的机理，探索吸附行为与电化学行为之间的联系。2.利用pn-MWCNTs对饮用水中的超痕量锌、镉、铜、汞进行同时检测和选择性检测以及金属离子相互干扰检测，并对检测机理进行研究探索。3.碳微球-聚吡咯修饰丝网印刷电极结合了聚吡咯和碳微球在电化学检测重金属离子方面的优势，选择性识别具有特异性结合能力的Pb(II)和Hg(II)。4.在前三个体系的基础上，以氧气等离子体活化多壁碳管为例，通过开路富集，用溶出的电流密度的大小直接反映吸附目标离子的量，运用电化学的溶出电流来表示吸附行为，揭示纳米结构材料的吸附行为与其电化学行为的关联性。