碳納米管由于其突出的機(jī)械、電學(xué)以及光學(xué)性質(zhì)受到了廣泛關(guān)注。碳納米管諸多重要性質(zhì)主要由其管壁結(jié)構(gòu)所決定，在制備過程中保證碳納米管結(jié)構(gòu)的均一性顯得尤為重要?，F(xiàn)有方法所制備的碳納米管通常是碳納米管的混合物，因此選擇性合成結(jié)構(gòu)單一的碳納米管或者碳納米管片段，成為了納米碳材料和合成化學(xué)領(lǐng)域面臨的一個重大挑戰(zhàn)?；诤铣苫瘜W(xué)的自下而上合成策略，通過從環(huán)對苯撐碳納米環(huán)逐漸增長成碳納米管，在控制碳納米管純度方面具有重要意義。

碳納米管非共價修飾是指不在其表面引入共價化學(xué)鍵來進(jìn)行修飾，而是通過非共價鍵作用來實(shí)現(xiàn)。包括物理吸附和表面包覆，非共價相互作用包括色散力、氫鍵、偶極偶極作用力、π－π堆積作用、親疏水作用等。碳納米管中的碳原子均是SP2雜化，形成高度離域化的π電子可與其他富含π電子的化合物通過π－π堆積作用得到修飾的碳納米管。非共價修飾不僅可以在碳納米管表面引入聚合物，還包括在碳納米管表面引入表面活性劑，進(jìn)而改變其表面活性。表面活性劑包含兩部分，分別為親油端和親水端，非共價修飾優(yōu)點(diǎn)是：得到的碳納米管是結(jié)構(gòu)完整的，可以保留其原有的性質(zhì)。

原位液相合成法是指在液相條件下在碳納米管表面原位生成一種新的物質(zhì)，此類物質(zhì)主要為有色金屬氧化物等。利用對碳納米管表面的無機(jī)包覆，一方面可發(fā)揮金屬氧化物和碳納米管的二者的優(yōu)異，另一方面可顯著降低碳納米管表面的能量，從而降低碳納米管的聚集程度。結(jié)晶方法分為鍛燒結(jié)晶法和水熱結(jié)晶法。鍛燒結(jié)晶法是指金屬氧化物先驅(qū)體在水溶液中轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的溶膠，吸附在碳納米管表面，在惰性環(huán)境下對其進(jìn)行鍛燒，鍛燒溫度應(yīng)超過金屬氧化物的相轉(zhuǎn)化溫度，此方法優(yōu)點(diǎn)是：工藝比較簡單。水熱結(jié)晶法是目前無機(jī)包覆中研究較為普遍方法，優(yōu)點(diǎn)是得到的材料小且均勻；缺點(diǎn)是：生產(chǎn)工藝比較繁雜。

用 碳米管制備復(fù)合材料的大優(yōu)點(diǎn)是易于加工成型，而且由于碳納米管的密度較低，長徑比較高，與球狀等填料相比其體積含量可減少很多。碳納米管是除石墨、金剛石、無定形碳和富勒烯之外元素碳的又一變體。在此， 碳原子呈六角形排列。該結(jié)構(gòu)相當(dāng)于卷起的單原子或多原子石墨層，以至于形成具有通 常幾納米的直徑和幾毫米長度的空心圓柱體。