碳纳米管（CNTs）是碳族成员之一，在1991年被日本电子公司（NEC）的饭岛博士发现并阐明了结构才引起了世界范围内的关注[7]。由于碳纳米管具有较高的机械强度，较大的比表面积，较高的化学稳定性和热稳定性以及较低的成本，已被广泛用作一种有前途的吸附剂去除金属离子[8]或有机污染物[9]。然而，它们目前应用的一个主要障碍是可加工性低；换而言之，在任何溶剂中缺乏溶解度都会抑制其应用[10,11]。通过对CNTs的表面进行改性及合成其复合材料可提高CNTs的溶解性能，分散力，增强其与基体的界面结合力。目前对CNTs进行化学修饰主要通过非共价修饰和共价修饰两种方式[12,13]。近年来，介孔二氧化硅涂覆多壁碳纳米管作为非共价修饰方法已有报道。与传统二氧化硅相比，介孔二氧化硅材料具有一些独特的特征，包括大的表面积，可调的孔径和体积[14]。用介孔二氧化硅对多壁碳纳米管进行改性不仅可以改变碳纳米管的暴露表面，在不破坏碳纳米管的结构下形成二氧化硅，还可以提高界面结合能力。此外，与普通介孔二氧化硅相比，基于多壁碳纳米管的介孔二氧化硅具有强机械稳定性，传质速度更快，以及可能引入的更多官能团等新的优点[6,15]。将介孔二氧化硅进行改性，减小其介孔孔道的深度，将会提高其孔道的利用率，有助于增加功能基团的负载量，以提高对金属离子的吸附效率。改性介孔有机硅成分对重金属离子的吸附主要是通过中孔硅酸盐表面有机基团与重金属离子配位形成螯合物。改性介孔硅复合材料可以通过共聚(一锅法) 或接枝的方法使得有机硅烷与介孔硅材料内表面硅羟基缩合，将有机基团引入到介孔材料的骨架或孔道内，实现对介孔硅材料功能性目的[3]。

综合以上因素，在本文的研究中，需首先制备涂覆了介孔SiO2层的MWCNTs（MWCNTs@SiO2）。目前已探索了几种制造二氧化硅涂覆的CNT复合材料的方法，例如在非共价或共价官能化的CNT上合成二氧化硅；借助阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）将二氧化硅合成到CNT表面上[16,17]；借助阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）通过溶胶凝胶法合成CNTs@SiO2[18]。在该研究中，采用阳离子表面活性剂CTAB将二氧化硅涂覆到MWCNTs上，接着对SiO2层表面的硅羟基进行改性，选择3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷（硅烷偶联剂NQ-62）作为修饰剂，并将其接枝到MWCNTs@SiO2上，硅烷偶联剂NQ-62中的三个氮原子的结构更易于与重金属离子形成螯合物。因此，吸附重金属离子的性能能得到改善。