单壁碳纳米管(Single-Walled Carbon Nanotubes, SWCNTs)具有优异的电学、力学、光学性能,因此具有非常大的潜力应用于纳米器件、传感器、透明导电薄膜和复合材料等领域。但目前通过正常的制备方法还无法得到单一导电属性和电子结构的SWCNTs.因此,如何快速有效地分离金属性(m)-SWCNTs和半导体性(s)-SWCNTs,并且得到高纯度的s-SWCNTs和各种手性的SWCNTs,成为当前碳纳米管研究工作所面临的巨大挑战。共轭聚合物的选择性分离是一种重要的分离手段,主要是通过SWCNTs与聚合物之间的π-π相互作用进行分离,用于分离SWCNTs的聚合物可以分为三类：芴基聚合物、噻吩基聚合物和咔唑基聚合物,此方法可以得到高纯度的s-SWCNTs,这对诸多高端科技领域的传感器、电子器件、场效应晶体管(FETs)是极其重要的。另外,利用双水相法分离SWCNTs,分离过程中不会破坏SWCNTs的本征结构,并且设备简易、流程简单、方便、时间短,有望实现SWCNTs的宏量分离,具有很好的发展前景。本文研究的主要内容如下：(1)首先选取四种不同种类的原始SWCNTs,利用热重分析(TG)、场发射电子显微镜(SEM)、紫外-可见光-红外(UV-vis-IR)吸收光谱、Raman光谱和原子力显微镜(AFM)表征方法对碳管原料进行定性的表征,了解每种SWCNTs的基本特征,选择HiPCO和arc-SWCNTs作为接下来分离的原料碳管。(2)基于共轭聚合物的非共价键选择性分离,设计合成了三种基于咔唑的共轭聚合物。首先探究了不同溶剂对聚合物分散arc-SWCNTs的影响,我们发现在极性最大的四氢呋喃中分散的SWCNTs浓度最高但没有选择性；在极性适中的邻二甲苯中,可以分离出高纯度的s-SWCNTs;在极性比较小的甲苯中,分散剂对SWCNTs溶解度最小,但对s-SWCNTs有一定的选择性。原因主要是不同极性的溶剂,导致高分子量的聚合物在溶液中改变自身构型。然后探究了不同结构的共轭聚合物对分散arc-SWCNTs的影响,发现PCO对半导体碳管的选择性最好,PCP对半导体碳管的选择性也非常好,并且它更倾向于选择直径较小的s-SWCNTs,而PCBP对s-SWCNTs的选择性最差。原因是吡啶结构的加入影响聚合物的几何构型和聚合物与SWCNTs之间的能量匹配。(3)采取双水相分离法,利用几种不同的表面活性剂,成功分离了不同导电属性的arc-SWCNTs和不同导电属性、直径、窄手性的HiPCO-SWCNTs.首先利用胆酸钠(SC)、十二烷基硫酸钠(SDS)和硫氰化钠(NaSCN)盐在20℃下分离s/m-SWCNTs,阐述了二次分离的方法提纯SWCNTs和两种富集碳管的方法,以及扩大浓度、体积的可实施性。基于SC和脱氧胆酸钠(DOC)的ATP体系对HiPCO-SWCNTs的选择性不同,进行SC、SDS以及NaSCN对s/m-SWCNTs表面亲疏水性调制,实现了HiPCO-SWCNTs的m/s分离。随后进一步通过精确控制DOC和SDS表面活性剂浓度,联合连续多步分离策略,实现了高纯度的不同直径和窄手性的s-SWCNTs分离。