碳纳米管(CNTs)自从被发现以来,由于其独特的物理和化学性质一直倍受关注。近年来,碳纳米管的表面修饰已成为一个重要的研究领域。本文对碳纳米管的几种表面修饰方法进行了研究。 ⑴通过对单壁、薄壁、多壁碳纳米管进行硝酸氧化和氢氧化钠溶液洗涤等修饰处理,研究了硝酸氧化碳纳米管的动力学过程。用拉曼光谱、热重分析、X射线光电子能谱等手段对样品进行表征,结果表明碳纳米管的酸氧化过程是一个动力学过程,通过控制氧化时间可以得到管壁功能化的碳纳米管。另外,由于薄壁碳纳米管和多壁碳纳米管具有较高的结构稳定性,选用这些碳纳米管作为反应物进行酸氧化修饰也可以增加管壁功能化的选择性。我们的研究结果表明：在碳纳米管不同的研究领域内,应根据研究的需要合理选用不同的碳纳米管作为研究对象。 ⑵在无氧条件下,用浓硫酸高温处理单壁碳纳米管,实现了单壁碳纳米管的表面磺酸化修饰。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能量散射谱、拉曼光谱、红外光谱、X射线光电子能谱等手段对样品进行表征。结果表明,磺酸化修饰后的单壁碳纳米管表面磺酸基(-SO3H)修饰量可达20％(wt％),产物具有很好的溶解性,可长时间均匀地分散于水、乙醇、DMF等溶剂中。氨气程序升温脱附技术定量检测结果表明在磺酸化单壁碳纳米管表面具有较高的酸性位密度,可以作为良好的固体酸催化剂。以酯化反应作为探针反应验证了其催化性能,并与目前报道的固体酸催化剂进行比较,结果表明磺酸化单壁碳纳米管作为固体酸催化剂具有独特的优势。 ⑶以定向碳纳米管阵列为骨架,探索了碳纳米管的管内修饰。利用二茂铁为催化剂、二甲苯为碳源制备了定向多壁碳纳米管阵列,并探索了使碳管开口的方法。为选择性地对碳纳米管的内部空腔进行研究,我们利用聚合物将碳纳米管的外壁保护起来,制成具有一定结构稳定性的定向碳纳米管阵列/聚合物复合薄膜,扫描电子显微镜表征证明碳纳米管在复合物中具有良好的分散性和定向性。用等离子刻蚀法对薄膜表面进行处理以使碳纳米管顶端露出,并确定了处理的最佳工艺条件。在一定温度下用浓硝酸对定向碳纳米管/聚合物复合薄膜进行处理,有效地去除了阵列碳纳米管内部的催化剂颗粒。为进一步研究碳纳米管内壁的修饰奠定了基础。