碳纳米管（CNTs）作为一种新型一维纳米材料,具有高比表面积、高反应活性等独特的物理化学性能,因而吸附性能优异,在环保领域去除微量有机污染物方面具有潜在的应用价值,受到了广泛的重视。本论文以CNTs为固相吸附剂,选用环境水体中有代表性的有机污染物为目标物,考察其吸附性能;同时,对CNTs进行纯化和改性,通过测定其改性前后的比表面积和粒径,考察改性对CNTs吸附性能的影响,期望为CNTs在工业废水处理上提供理论依据,为今后CNTs的进一步开发和应用创造条件。以2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚为目标物,重点研究了CNTs对环境中的重要污染物酚类化合物的吸附特性。293 K时,CNTs对2-硝基苯酚、2,4-二氯苯酚的吸附在80 min、300 min达到吸附平衡,饱和吸附量分别为24.54 mg/g和30.53 mg/g。吸附等温线符合Freundlich方程,相关系数均大于0.95。在293 K～353 K下,对2-硝基苯酚吸附的△H、△G、△S分别为-7.74～-7.05 kJ/mol、-6.14～-4.80 kJ/mol、-3.00～-8.33 J/（mol·k）,对2,4-二氯苯酚吸附的△H、△G、△S分别为-24.75～-17.78 kJ/mol、-6.79～-6.22 kJ/mol、-32.75～-61.29 J/（mol·k）,是放热、熵减、自发的物理过程。以BPA和4-NP为目标物,研究了CNTs对持久性有机污染物的吸附特性和机理。为了有效测定吸附后痕量目标物含量,建立了以香烟过滤嘴作吸附剂,通过流动注射仪将样品分析物负载到预富集柱中,以甲醇∶水（90∶10,V/V）为流动相,在线固相萃取（SPE）与高效液相色谱（HPLC）联用测定水中BPA和4-NP的新方法。碳纳米管对BPA、4-NP的吸附为快速吸附,对于10 mg/L的BPA水溶液,60 min内达到平衡,吸附量为3.75 mg/g,对于10 mg/L的NP水溶液吸附在10 min内达到平衡,吸附量为4.91 mg/g,且CNTs对BPA、NP的吸附量随其浓度增加而增加,随温度的降低而增大。采用Freundlich和Langmuir方程拟合,相关系数均大于0.99。对BPA吸附过程的热力学函数△G、△H及△S分别为-39.48～-43.51 KJ/mol、-18.06 KJ/mol、71.73J/（mol·k）,对NP吸附热力学函数△G、△H及△S分别为-39.89～-46.15KJ/mol、-9.49 KJ/mol、103.60 J/（mol·k）,吸附为放热的熵增加的自发过程,具有物理吸附特征,焓变和熵增是吸附的主要驱动力。采用微波辐射法来纯化CNTs,硝酸浸泡等氧化法来改性CNTs,以杂环化合物吡啶为目标物,研究了改性前后CNTs对水溶液中小分子杂环化合物的吸附特性。微波辐射方法和用硝酸氧化改性CNTs均能有效地去除多壁碳纳米管中的非晶炭杂质,提高CNTs的纯度和比表面积。采用低火微波辐射60～120 s,CNTs已基本达到纯化的效果,其比表面积从66.49 m²/g增大到108.33 m²/g。对CNTs采用加浓硝酸回流（CNTs-HNO₃）、浓硝酸回流焙烧（CNTs-HNO₃-OX）、超声振荡加硝酸回流（CNTs-ULTRA-HNO₃）、加浓硝酸回流后用聚乙烯醇处理（CNTs-HNO₃-POLY）四种方法改性,通过比表面和粒径分析发现,其比表面积从66.49 m²/g分别增大到112.88、117.34、113.17、70.95m²/g,CNTs-HNO₃、CNTs-ULTRA-HNO₃和CNTs-HNO₃-POLY的粒径比未改性CNTs小,其大小从31.59μm分别降至27.15μm、31.33μm和23.24μm,而CNTs-HNO₃-OX的颗粒分布却增大到34.89μm。四种改性CNTs对吡啶的吸附均在120 min内基本上达到饱和,在pH等于8.55时吸附量达最大,当吡啶浓度为80 mg/L时,CNTs-ULTRA-HNO₃、CNTs-HNO₃、CNTs-HNO₃-OX的吸附量分别从原CNTs的3.80 mg/g增加到4.36 mg/g、4.28 mg/g和4.07 mg/g,而对于CNTs-HNO₃-POLY,其对吡啶的吸附量反而降至2.58 mg/g;吸附量在相同条件下随着浓度的增大而增大,随着温度的升高而降低;在293K～313 K下,各种改性的CNTs对吡啶吸附实验数据用Freundlich方程进行拟合,相关系数均大于0.99。