低溫等離子改性接枝是一種處理時(shí)間短、不產(chǎn)生化學(xué)污染、不破壞材料的整體體積結(jié)構(gòu)、僅僅改變材料表面性能的處理技術(shù)。近年來(lái)，等離子體所“低溫等離子體應(yīng)用研究室”陳長(zhǎng)倫、邵大冬、胡君、王祥科等所在的課題組利用低溫等離子體技術(shù)對(duì)碳納米管進(jìn)行表面修飾改性組裝，克服了碳納米管的難溶性帶來(lái)的制約等問(wèn)題，大為提高了其實(shí)際應(yīng)用程度。

該課題組在用低溫等離子體技術(shù)對(duì)碳納米管進(jìn)行改性組裝后，將其應(yīng)用于環(huán)境污染物檢測(cè)和治理研究方面，取得了一系列成果。

一是分別利用Ar/H2O，Ar/NH3，Ar/O2微波等離子體對(duì)碳納米管進(jìn)行表面處理，使其表面引入含氧、含氨基等功能基團(tuán)，提高了碳納米管的親水性和分散性，使其可制備納米溶液。這些經(jīng)過(guò)處理的（表面修飾的）功能化材料對(duì)改善碳納米管在生物、環(huán)境污染物吸附等方面，具有很好的應(yīng)用前景。部分研究結(jié)果發(fā)表在Applied Physics Letter (2010, 96, 131504); Carbon (2010, 48, 939-948); The Journal of Physical Chemistry C (2009, 113, 7659-7665); Diamond & Related Materials (in press)；并受邀請(qǐng)?jiān)趪?guó)際會(huì)議上做2次口頭報(bào)告。

二是利用N2射頻等離子體對(duì)碳納米管表面進(jìn)行活化處理，然后接枝上有機(jī)單體和天然高分子材料，制備碳納米管/有機(jī)物復(fù)合材料。等離子體制備的復(fù)合材料表面具有各種功能基團(tuán)，這些功能基團(tuán)對(duì)持久性有機(jī)污染物（POPs）、有毒有害的重金屬離子、放射性核素具有強(qiáng)的吸附、絡(luò)合能力，因而提高了復(fù)合材料對(duì)污染物的吸附能力。部分研究結(jié)果發(fā)表在The Journal of Physical Chemistry B (2009, 113, 860-864); Chemosphere (2010, 79, 679-685); Plasma Processes and Polymers （in press,并被選為封面）。

三是碳納米管由于尺度小，使其在吸附處理有機(jī)/無(wú)機(jī)污染物后，在回收和循環(huán)利用納米材料方面具有很大的難度。采用傳統(tǒng)的離心法需要高的轉(zhuǎn)速，過(guò)濾法易導(dǎo)致過(guò)濾膜堵塞，如果吸附污染物的碳納米管進(jìn)入環(huán)境，會(huì)產(chǎn)生二次污染。針對(duì)上述問(wèn)題，該課題組采用溶膠―凝膠法，首先在碳納米管上組裝上鐵氧化物，然后利用N2射頻等離子體對(duì)碳納米管/鐵氧化物表面進(jìn)行活化處理，接枝上有機(jī)單體和天然大分子材料，制備出磁性多重復(fù)合納米材料，該磁性復(fù)合納米材料不僅具有高的吸附性能，且磁分離技術(shù)可以簡(jiǎn)單方便地把磁性復(fù)合納米材料從溶液中分離出來(lái)，解決了固液分離的難題，同時(shí)可以大量的應(yīng)用到實(shí)際工作中。部分相關(guān)研究成果發(fā)表在Environmental Science and Technology (2009,43,2362-2367)；Journal of Hazard Material (2009,164, 923-928); Journal of Physical Chemistry B (jp-2009-11424k)。

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，科技部973重大研究計(jì)劃“面向持久性有毒污染物痕量檢測(cè)與治理的納米材料應(yīng)用基礎(chǔ)”，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院重大項(xiàng)目，合肥研究院人才項(xiàng)目和火花項(xiàng)目，中科院新型薄膜太陽(yáng)能電池重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金等經(jīng)費(fèi)的支持。