碳纳米管(CNTs)的一些实际应用通常要求在单根碳管的精确位置附有多种功能基团结构。因此,碳纳米管的定位选择性功能化修饰是至关重要的。对于阵列碳纳米管和非阵列的碳纳米管来说,在碳管的管尖端,管内壁和管外壁上的定位选择性功能化修饰开辟了碳纳米管化学的一个丰富的领域。科学家们已证明了,与不同的化学试剂反应时,由于碳纳米管管壁没有任何缺陷的完美的六边形结构,其反应活性较低,而像富勒烯结构的碳纳米管管尖端却有较高的反应活性。虽然如此,在碳纳米管的管尖端接枝上不同功能基团的不对称功能化修饰仍然是一个巨大的挑战。　　 本论文旨在解决上述问题,寻求一种简便、快速、有效的不对称功能化阵列多壁碳纳米管的方法。主要从以下三个方面来探索碳纳米管的不对称功能化修饰:　　 1.采用化学气相沉积(CVD)法,以酞菁铁为催化剂和碳源,通过调整碳源用量、载气流量和生长时间这三个参数,在常压下控制合成垂直于石英片基底的,规整排列的阵列多壁碳纳米管膜。研究结果表明,通过控制碳源用量、载气流量和生长时间能够合成高度阵列、高纯度、高清洁度、可控长度和可控管径的阵列多壁碳纳米管膜。　　 2.探索了两种不对称功能化阵列多壁碳纳米管的途径,通过简单易行而有效的方法,合成一端含有亲水性,另一端含有疏水性功能基团-两亲性分子结构的碳纳米管。研究结果表明,经过两步实验,碳纳米管的一末端上接枝了叠氮化物作为亲水基,另一末端上接枝了全氟辛基碘烷或十二烷基硫醇作为疏水基。功能化后的碳管在两相溶液中处于两相溶液界面之间,并且傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、元素分析仪(EDX)、扫描电镜(SEM)、投射电镜(TEM)等表征手段都证明了碳管上这两种不同功能基团的存在。　　 3.探索了在油浴加热和微波辅助下通过简单的羧化-酰氯-酰胺,在单壁和多壁碳纳米管的侧壁上接枝亲水性基团谷氨酸、丙二胺和疏水性基团二正丙胺。并通过傅里叶红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(Raman),紫外吸收光谱(UV-vis-NIR)和热重分析(TG)来验证了实验所得产物。测试结果表明碳纳米管上有亲水性或疏水性功能基团的存在。