于曉彩,于潤(rùn)強(qiáng),周海林,朱婉婷,廖佳琪,田思瑤,薛碧凝

(1.大連海洋大學(xué) 海洋科技與環(huán)境學(xué)院，遼寧 大連 116023； 2.大連海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，遼寧 大連 116015)

傳統(tǒng)碳吸附材料(如活性炭)由于其獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)于大分子物質(zhì)的吸附可能會(huì)堵塞吸附孔，阻止溶質(zhì)分子進(jìn)入微孔，使得微孔吸附不飽和，吸附效果受到限制。自1991年日本科學(xué)家Lijima等[1-2]通過(guò)電弧蒸發(fā)法發(fā)現(xiàn)碳納米管(Carbon nanotubes,CNTs)以來(lái)，CNTs以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的理化性質(zhì)備受研究者關(guān)注。作為一種一維的中空管狀結(jié)構(gòu)，CNTs具有較大的比表面積、高孔隙率、高疏水性，使得其可以作為一種新型的具有高性能的吸附材料在國(guó)內(nèi)外被廣泛地應(yīng)用于去除水環(huán)境污染物的研究中[3-6]。雖然在吸附領(lǐng)域研究中CNTs的起步時(shí)間比其首次發(fā)現(xiàn)的時(shí)間較晚[7]，但是在過(guò)去的一段時(shí)間中得到了蓬勃發(fā)展。

未經(jīng)改性的純CNTs在水中分散性差，極易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，吸附效率較低。通過(guò)其他材料改性可使CNTs表面活化或功能化，使得其對(duì)不同種類(lèi)的污染物具有更好的反應(yīng)性。然而，若使用CNTs之后不加以妥善處理,會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的風(fēng)險(xiǎn)，造成二次污染，也會(huì)對(duì)人體造成一定的危害[8]。本研究中，對(duì)CNTs的改性方法、在污水處理中的應(yīng)用及吸附后的CNTs回收與再生方法進(jìn)行了綜述，旨在為CNTs材料在水處理中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 CNTs改性方法

通過(guò)對(duì)CNTs改性能夠增強(qiáng)其極性，增加比表面積和孔容量，同時(shí)也提供了某些官能基團(tuán)，提升吸附效果。常見(jiàn)的改性方法有金屬氧化物改性法、有機(jī)物質(zhì)改性法和等離子體技術(shù)改性法。

1.1 金屬氧化物改性

使用金屬氧化物改性的CNTs能夠很好地覆蓋在CNTs表面，對(duì)于CNTs具有一定的親和性，而且金屬氧化物獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)使其成為CNTs非常好的改性負(fù)載材料。

使用n型半導(dǎo)體金屬氧化物TiO2改性CNTs，發(fā)現(xiàn)該改性材料對(duì)鹽酸四環(huán)素最大吸附量可以達(dá)到52.33 mg/g，并經(jīng)過(guò)H2O2-TiO2光催化協(xié)同效應(yīng)可以使該材料有效地再生[9]；使用稀土金屬氧化物氧化鈰改性CNTs，發(fā)現(xiàn)該改性材料有較好的吸附能力，相比氧化改性，使用氧化鈰改性的CNTs對(duì)飲用水中的砷酸鹽吸附能力更強(qiáng)，在沒(méi)有干擾離子的條件下，吸附量能夠達(dá)到10 mg/L[10]；使用普通金屬氧化物改性CNTs在吸附研究中被廣泛使用，利用MnO2改性CNTs對(duì)含有Sb(Ⅲ)重金屬污染物的廢水進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)該改性CNTs可以達(dá)到97.72%的吸附效率，是一種優(yōu)良的吸附材料，具有潛在的實(shí)際應(yīng)用性[11]。目前的研究已不僅限于使用單一金屬氧化物對(duì)CNTs進(jìn)行改性，通過(guò)使用三維α-Fe2O3/氨基功能化CNTs對(duì)水中的四溴雙酚A進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)該改性材料最大吸附量可以達(dá)到(41.35±6.09) mg/g，是一種很有潛力的去除水中有機(jī)污染物的吸附劑，其制備原理如圖1所示[12]。

比較分析以上金屬氧化物對(duì)CNTs的改性及其在水中污染物吸附處理中的應(yīng)用可見(jiàn),使用金屬氧化物改性的CNTs對(duì)污水吸附處理時(shí)，其受污水的pH值、吸附劑添加量及污染物初始濃度的影響較大，吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)，而且吸附的總體速度受到粒子內(nèi)擴(kuò)散的影響較大。金屬氧化物改性CNTs對(duì)污染物的吸附主要是由范德華力主導(dǎo)的物理吸附過(guò)程[9,11]，吸附速度快，吸附熱小，再生能力強(qiáng)，但是由于分子間引力作用較弱，且物理吸附的吸附能較小，所以容易發(fā)生脫附現(xiàn)象。

1.2 有機(jī)物質(zhì)改性

部分有機(jī)物質(zhì)為兩性聚合物，對(duì)于水和油都有良好的親近性，而且它們大部分都是大分子結(jié)構(gòu)，使得改性后的CNTs使用范圍變廣，對(duì)于油性、酸性、堿性污染物都有很好的吸附作用。

1.2.1 非共價(jià)鍵改性 非共價(jià)鍵改性是利用表面活性劑等大分子化合物，吸附于CNTs表面，使得CNTs表面獲得極性，而CNTs原有結(jié)構(gòu)并沒(méi)有被破壞，屬于物理改性的一種。

有研究者使用PVP(兩親聚合物聚乙烯吡咯烷酮)作為非共價(jià)修飾材料改性CNTs對(duì)水中的亞甲基藍(lán)進(jìn)行吸附，在pH為8、PVP濃度為12 mg/L時(shí)能夠有效地吸附工業(yè)廢水中的亞甲基藍(lán)[13]；還有研究者使用偕胺肟基改性的多壁CNTs對(duì)鈾(Ⅵ)進(jìn)行吸附，在pH為5.0時(shí)最大吸附量為67.9 mg/g[14]。除此之外，也有研究者使用氨基等基團(tuán)來(lái)修飾多壁CNTs對(duì)水中的鉛離子進(jìn)行吸附試驗(yàn)，該材料的吸附能力達(dá)到85%以上，能夠有效地去除水中的鉛離子[15]。

1.2.2 共價(jià)鍵改性 共價(jià)鍵改性是通過(guò)氧化或其他化學(xué)反應(yīng)，使CNTs表面獲得極性進(jìn)而改善其性能的一種方法，這種方法靈活多樣且屬于化學(xué)改性的一種。

有研究者使用羧基、羥基等有機(jī)物質(zhì)改性CNTs來(lái)對(duì)磺胺類(lèi)藥物進(jìn)行吸附試驗(yàn)，在pH為7左右時(shí)吸附量最大，可以有效地去除水中的磺胺類(lèi)污染物[16]。除此之外，還有使用混合酸的方法對(duì)CNTs進(jìn)行改性，利用濃硫酸與濃硝酸體積比為3∶1的混合酸改性CNTs對(duì)水中Cr3+進(jìn)行吸附試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)吸附量隨時(shí)間和pH增加而增大，且混合酸處理后增加效果更加明顯[17]。為了對(duì)比有機(jī)基團(tuán)改性及其他材料改性對(duì)于改性CNTs吸附行為的探索，有研究者使用羥基化、羧基化及石墨化改性CNTs對(duì)鄰二甲酸和甲苯酸的吸附行為進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在吸附強(qiáng)度方面羥基化改性CNTs最強(qiáng)，而石墨化改性CNTs最弱，通過(guò)解吸試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于含氧基團(tuán)的存在，前兩種改性CNTs存在解吸滯后現(xiàn)象[18]。除了有機(jī)基團(tuán)、混合酸之外，有研究者還使用磁性石墨烯改性CNTs對(duì)水中亞甲基藍(lán)進(jìn)行吸附試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)最大吸附量可以達(dá)到65.79 mg/g，而且所制備的改性CNTs具有再生性和重用性，因此，該改性材料有望成為一種具有潛在應(yīng)用前景的染料污染物吸附劑[19]，其制備原理如圖2所示。

對(duì)于利用有機(jī)物質(zhì)對(duì)CNTs進(jìn)行改性應(yīng)用的研究表明，利用有機(jī)物質(zhì)改性CNTs進(jìn)行吸附時(shí)需要注意吸附的活化能值，因?yàn)榛罨苤档拇笮Q定了化學(xué)吸附能否容易進(jìn)行。而有機(jī)物改性CNTs對(duì)污染物的吸附主要是由改性CNTs表面的官能團(tuán)所引起的化學(xué)吸附過(guò)程主導(dǎo)[13-15]，因此，在吸附進(jìn)程中需要更多的活化能，總體吸附效率較金屬改性CNTs高，而且在吸附過(guò)程中由于化學(xué)鍵力的作用，物質(zhì)想要脫附就必須有較高的溫度才能完成，所以難以出現(xiàn)脫附現(xiàn)象。但有機(jī)物質(zhì)改性CNTs的再生效率低，回收困難。

1.3 等離子體技術(shù)改性

等離子體改性是指通過(guò)借助等離子體源，采用不同的等離子體氣氛和能量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)CNTs表面雜質(zhì)基團(tuán)的去除及表面功能基團(tuán)的接枝，以及CNTs與金屬或者有機(jī)大分子的復(fù)合，從而得到效果更好的改性CNTs。

有研究者使用低溫等離子體將O-磷酸乙醇胺接枝到CNTs表面進(jìn)行改性并研究了其對(duì)鈾(Ⅵ)的吸附性能，在溫度為293 K、pH為5時(shí)，改性CNTs吸附能力顯著增強(qiáng)，約為未改性吸附容量的3倍[20]。除此之外，利用等離子體對(duì)CNTs表面進(jìn)行氧化處理也是很好的方法，有研究者采用此法制得氧化碳納米管，其對(duì)放射性核素鈷具有很好的吸附效果[21]。也有研究者使用等離子體法將聚苯胺與Fe2O3接枝到多壁CNTs表面，并對(duì)苯胺及苯酚進(jìn)行去除試驗(yàn)，在試驗(yàn)結(jié)束后回收碳納米管，為吸附材料的循環(huán)利用及回收處理提供了較好的參考[22]。

運(yùn)用等離子體改性CNTs可以較少地引入其他物質(zhì)、反應(yīng)時(shí)間短，可以在不破壞CNTs整體的物化性質(zhì)前提下對(duì)CNTs表面進(jìn)行修飾改性，使用此方法可以高效去除CNTs表面有害基團(tuán)，極大地提高材料的水溶性及吸附性能。但是使用此法的成本高昂，不能夠大范圍推廣，僅限于實(shí)驗(yàn)室研究使用。

2 改性CNTs在水處理中的應(yīng)用

CNTs團(tuán)聚形成的管間空隙擁有高比表面積、高孔隙率、高疏水性，因而在水處理中具有很高的吸附效率。改性CNTs應(yīng)用領(lǐng)域主要有藥物廢水、染料污水及重金屬污染廢水。

2.1 藥物廢水處理

藥物類(lèi)污水主要來(lái)源于人類(lèi)或牲畜在治療疾病時(shí)的排泄物，以及藥廠在制藥或處理過(guò)期藥品時(shí)不當(dāng)進(jìn)入的水環(huán)境，這些會(huì)對(duì)水生生物造成危害，藥品進(jìn)入水環(huán)境中與細(xì)菌長(zhǎng)時(shí)間接觸，使得細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，對(duì)人類(lèi)未來(lái)治療疾病產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)，所以對(duì)含藥物類(lèi)污水的處理引起了人們的極高關(guān)注。常見(jiàn)的藥物廢水處理方法有光催化法[23]、微生物處理法[24]及高級(jí)氧化法[25]等，吸附法作為處理成本較低的方法得到了研究者較為廣泛的青睞。

有研究者使用Fe3O4改性的磁性CNTs對(duì)含有甲硝唑、奧硝唑、替硝唑這3種硝基咪唑消炎藥的水進(jìn)行吸附處理，發(fā)現(xiàn)該磁性CNTs對(duì)這3種藥物的吸附率達(dá)到了90%以上[26]；除了使用物理吸附的方法之外，有研究者使用含羧基共價(jià)鍵改性的CNTs吸附含有2-硝基酚的污水，改性CNTs最大吸附量能夠達(dá)到110 mg/g，這說(shuō)明該改性材料對(duì)2-硝基酚有著很好的吸附作用[27]；經(jīng)過(guò)使用羥基化多壁CNTs、羧基化多壁CNTs及石墨化多壁CNTs對(duì)水中的諾氟沙星進(jìn)行對(duì)比吸附研究發(fā)現(xiàn)，使用官能團(tuán)改性的CNTs相較于未經(jīng)過(guò)改性的CNTs對(duì)諾氟沙星具有高吸附能力[28]；為了更好地將改性CNTs應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)生活中，有研究者使用氧化改性CNTs對(duì)水中培氟沙星、Cu(Ⅱ)的單一和二者混合進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)在低濃度的Cu(Ⅱ)條件下，促進(jìn)了該改性CNTs對(duì)培氟沙星和Cu(Ⅱ)的同時(shí)去除[29]，其吸附機(jī)理如圖3所示。

2.2 染料污水處理

染料物質(zhì)通常存在于紡織、皮革、造紙、印刷等工業(yè)廢水中，由于其不可降解與污染性等特性成為環(huán)境問(wèn)題中主要的研究熱門(mén)問(wèn)題，而在染料類(lèi)的污水處理中通常有物理與化學(xué)多種方法，常見(jiàn)的方法包括化學(xué)沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法、納米過(guò)濾法、反滲透法和臭氧氧化法等。但是這些技術(shù)存在操作成本高或不便及二次污染處置的問(wèn)題，而且由于染料分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的生物及物理化學(xué)工藝難以處理紡織廢水[30]，因此，對(duì)于污水處理方法、可實(shí)際應(yīng)用性及成本成了吸附研究中的主要關(guān)注點(diǎn)。

有研究者使用含鐵離子改性的磁性CNTs對(duì)水中的甲基橙、亞甲基藍(lán)等陽(yáng)離子染料進(jìn)行吸附研究，發(fā)現(xiàn)該改性CNTs材料吸附效率最高可達(dá)95%以上，而且改性材料能夠有效地吸附水樣中的陽(yáng)離子染料，其擁有更小的反應(yīng)體積，確保了效率及經(jīng)濟(jì)效益，具有良好的應(yīng)用價(jià)值[31-33]。

2.3 重金屬污染廢水處理

重金屬是海洋、地面、工業(yè)甚至是處理過(guò)的廢水中主要污染物，它們具有不可降解性，通過(guò)生物在生物組織中的食物鏈積累，使其濃度加重，引起各種疾病，例如水俁病，它們對(duì)人體及生物都有致癌或致死的風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)，有毒重金屬離子大量排放，因此，治理重金屬污染具有重要的意義[34-39]。

有研究者使用沸石改性CNTs對(duì)水中Pb(Ⅱ)進(jìn)行吸附試驗(yàn)，改性的CNTs在pH為5.0時(shí)最大吸附量為55.74 mg/g，這說(shuō)明該改性材料能夠?qū)λ蠵b(Ⅱ)進(jìn)行吸收，并且具有在水與廢水處理中去除Pb(Ⅱ)的良好吸附潛力[34]。除此之外，還有使用熱氧化的化學(xué)方法對(duì)CNTs改性并對(duì)水中Cr (Ⅲ)進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)改性CNTs材料在pH為7.0時(shí)用量為150 mg，能夠去除18%的水中Cr (Ⅲ)，而且更高劑量的改性CNTs對(duì)于Cr (Ⅲ)的去除率更為理想[35]。而利用有機(jī)官能團(tuán)及酸處理有機(jī)方法對(duì)CNTs改性后吸附處理水中的Pb(Ⅱ)和Cr (Ⅵ)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，改性后的CNTs能夠?qū)λ蠵b(Ⅱ)和Cr (Ⅵ)的去除率達(dá)到85%以上[37,39]。

以上研究中，改性CNTs對(duì)不同污染物的吸附類(lèi)型包括物理吸附[26,32-33]、化學(xué)吸附[27-28,36-37]和物理化學(xué)吸附3種類(lèi)型[31,35]，并且由CNTs的改性方法所決定的，與吸附的污染物無(wú)關(guān)。在吸附過(guò)程中，pH對(duì)吸附效率的影響最大，由于CNTs本身具有電荷，當(dāng)pH較低時(shí)，由于水中氫離子濃度高，不但氫離子會(huì)與污染物離子發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)作用，同時(shí)CNTs對(duì)大多數(shù)污染物產(chǎn)生靜電排斥力，故可降低改性CNTs對(duì)污染物的吸附效率。同樣，如果pH過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致改性CNTs表面的官能團(tuán)與污染物離子之間產(chǎn)生排斥作用，也會(huì)使吸附量下降。

3 改性CNTs的回收與再生

CNTs在水處理完成之后常隨意排放到水體之中，對(duì)環(huán)境的水生生物造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。而且CNTs對(duì)人體也有一定危害[8]，所以對(duì)CNTs的回收再生是新的研究熱點(diǎn)。

3.1 磁分離回收法

磁分離回收法指的是使用含有鐵離子的物質(zhì)負(fù)載到CNTs表面然后進(jìn)行吸附，在吸附過(guò)程中是用磁鐵對(duì)改性CNTs進(jìn)行固定以達(dá)到回收的目的[26]。使用該手段進(jìn)行改性CNTs的回收試驗(yàn)，回收再吸附的改性CNTs的吸附效率仍能達(dá)到85%以上[26,31-32,40]。

磁分離回收法在現(xiàn)階段為常用的物理回收方法，具有回收便捷的優(yōu)勢(shì)。但是使用磁回收的方法有可能會(huì)造成磁性物質(zhì)的溢出，雖然溢出量忽略不計(jì)，但是如果大量使用會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染[26]。

3.2 臭氧氧化輔助再生法

臭氧氧化輔助再生法指的是使用磁鐵等其他回收方法收集吸附材料后，再使用臭氧進(jìn)行氧化再生處理之后得到再生的吸附材料[41]。通過(guò)使用此方法來(lái)對(duì)吸附S-三嗪類(lèi)除草劑過(guò)飽和的磁性物質(zhì)改性CNTs，以及對(duì)1-萘酚過(guò)飽和的氧化鐵改性多壁CNTs進(jìn)行輔助再生，發(fā)現(xiàn)使用該方法仍能夠保持很好的去除效果[42-43]。

使用臭氧化輔助再生方法進(jìn)行再生試驗(yàn)?zāi)軌虮３衷男訡NTs很好的去除率，但是由于在再生過(guò)程中含氧基團(tuán)會(huì)附著在改性CNTs表面，使得其對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力降低，但是增加了對(duì)金屬的吸附能力[43]，通過(guò)改進(jìn)后使用乙醇來(lái)對(duì)臭氧再生后的改性CNTs進(jìn)行清洗，發(fā)現(xiàn)通過(guò)此方法會(huì)避免含氧基團(tuán)附著使得改性CNTs吸附有機(jī)物質(zhì)能力降低的問(wèn)題，但是如果清洗方法不當(dāng)會(huì)引入新的雜質(zhì)附著在改性CNTs上，引起吸附效率的降低，所以使用臭氧輔助再生的方法仍需進(jìn)行更深入的研究[42]。

3.3 超聲再生與微波輻照輔助再生法

超聲再生法指的是使用超聲方法利用超聲空化作用，從而使吸附過(guò)飽和的改性CNTs脫附，達(dá)到回收再生的目的[44]。而微波輻照法指的是通過(guò)微波輻照的方式對(duì)于吸附過(guò)飽和的改性CNTs進(jìn)行加熱，從而使改性CNTs脫附，從而達(dá)到再生該改性CNTs的目的[45]。

研究表明，通過(guò)使用超聲波對(duì)已吸附過(guò)飽和三鹵甲烷的腐殖酸改性CNTs進(jìn)行再生，經(jīng)過(guò)超聲再生5次后，該改性材料仍能夠達(dá)到89.7%的去除率[46]；而使用化學(xué)、超聲及熱再生的手段再生CNTs，并且通過(guò)對(duì)水中的對(duì)乙酰氨基酚、布洛芬和三氯生的吸附作用進(jìn)行比較，使用超聲輔助NaCl溶液的化學(xué)再生方法效果較為明顯[47]。除此之外，使用在氮?dú)?N2)環(huán)境下微波輻照的方法再生吸附過(guò)飽和活性紅染料3BS的CNTs后進(jìn)行再次吸附，經(jīng)過(guò)微波輻照循環(huán)再生4次后，該改性CNTs的再生效率達(dá)到92.8%，證明微波輻照方法具有很好的再生效果[48]。

使用超聲波或微波法進(jìn)行回收再生試驗(yàn)，再生過(guò)程中會(huì)有部分溶質(zhì)堵塞CNTs的孔隙，從而降低CNTs的吸附效率[46-48]。

3.4 電極再生法

電極再生法是指使用電極插入電解質(zhì)溶液并通電，使在電解質(zhì)溶液中的吸附過(guò)飽和改性CNTs脫附，進(jìn)而達(dá)到改性CNTs再生目的[49]。有研究通過(guò)使用RuO2/Ti電極、NaCl作為電解質(zhì)對(duì)CNTs進(jìn)行再生后，驗(yàn)證該材料對(duì)壬基酚的吸附性能，發(fā)現(xiàn)再生后的CNTs仍可以保持98.6%的吸附性能，是潛在的綠色技術(shù)[50]。

3.5 芬頓及電芬頓再生法

芬頓法是指用H2O2與Fe2+試劑對(duì)物質(zhì)進(jìn)行氧化的方法，而電芬頓法則是用電化學(xué)方法產(chǎn)生Fe2+與H2O2作為芬頓試劑的來(lái)源[51]。有研究表明，使用芬頓法再生吸附過(guò)飽和腐殖酸的CNTs并進(jìn)行5次吸附再生試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)5次再生后，使用芬頓法再生的CNTs再生效率為65.4%，該方法能夠有效地再生吸附過(guò)飽和腐殖酸的CNTs[52]；而使用電芬頓法來(lái)處理吸附過(guò)飽和腐殖酸的改性CNTs的再生試驗(yàn)，使用電芬頓法經(jīng)過(guò)5次再生之后，該改性CNTs再生效率能夠達(dá)到87%，比單純的芬頓法進(jìn)行再生效果更好[53]。

使用芬頓法進(jìn)行回收，由于處理成本較高，所使用的物質(zhì)比例難以控制，而且使用芬頓法處理時(shí)腐蝕性較大，故芬頓法在改性CNTs回收的實(shí)際應(yīng)用困難度較大[54]。而電芬頓法及電極法主要受到電解過(guò)程中電解電壓、電流密度及溶液pH值的影響，這些影響因子都對(duì)改性CNTs的回收產(chǎn)生重要的影響[50,53]。

4 存在問(wèn)題及展望

現(xiàn)階段，由于人口的過(guò)快增長(zhǎng)及城市化的快速發(fā)展，水體污染問(wèn)題嚴(yán)重性越來(lái)越引起人類(lèi)的關(guān)注，從傳統(tǒng)的重金屬類(lèi)到新興的抗生素類(lèi)等各類(lèi)污染物，因人類(lèi)的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)入水環(huán)境，故需要有效的廢水處理回收技術(shù)進(jìn)行廢水的處理及循環(huán)再利用。改性CNTs吸附處理法作為一種有效且成本低的廢水處理方法，今后需要在現(xiàn)有應(yīng)用的基礎(chǔ)上開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

(1) 進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用CNTs優(yōu)異的物理性質(zhì)。對(duì)于使用CNTs在污水處理領(lǐng)域之中的應(yīng)用目前主要注重于其非常大的比表面積特性。但事實(shí)上，CNTs還具有良好的抗拉伸力學(xué)性能，以及良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，可以在此基礎(chǔ)之上開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

(2) 在改性CNTs吸附研究的同時(shí)開(kāi)展同步再生的研究?，F(xiàn)階段大多數(shù)的CNTs再生研究都是在吸附完成之后進(jìn)行的，很少有同步再生的研究，因此，今后可以著重在同步再生方面進(jìn)行深層次的研究。

(3) 關(guān)注減少二次污染的研究。由于再生方法的問(wèn)題，有些再生方法會(huì)有溶質(zhì)堵塞CNTs孔隙，無(wú)法做到完全去除溶質(zhì)，還有些方法會(huì)有改性物質(zhì)溢出的情況，這不僅降低了再生后改性CNTs的吸附效率，而且會(huì)有細(xì)菌滋生，對(duì)凈化后的水二次污染。因此，可以在選擇抑菌效果好及難以溢出的改性材料方面進(jìn)行深層次的研究。

(4) 開(kāi)展在應(yīng)用中減少成本的研究。近年來(lái)使用改性CNTs對(duì)水污染處理研究已經(jīng)取得了很多成果，但是從CNTs的改性方法及回收再生手段的實(shí)用角度來(lái)看，其復(fù)雜程度及高昂的成本導(dǎo)致了這些試驗(yàn)僅適用于理論研究，無(wú)法大規(guī)模推廣，因此，從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，如果要開(kāi)展大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用就必須要研究低成本、快捷的改性及回收方法。