纳米管定制 芦丁碳纳米管修饰玻碳电极|多壁碳纳米管修饰玻碳电极|离子液体在碳纳米管功能化|Pt-CeO2/聚苯乙烯磺酸盐功能化碳纳米管复合物（Pt-CeO2/PSS-CNTs）
分子在碳纳米管中传递机理
因为在碳纳米管与高分子杂化复合膜中，碳纳米管内部整齐光滑的纳米管道能够对混合物体系进行快速的渗透以及较强的选择分离性，所以这种复合膜被普遍认为是一种高性能膜材料。碳纳米管的纳米管道结构对膜分离性能起到了极其重要的作用，为了更好的利用碳纳米管在膜分离中的作用，就必须了解碳纳米管在分离液体或气体时,分子在管内的传递状态及运动机理。-般而言，当所分离的物质分子的管径小于碳纳米管管径时,分子在管内的传递所受的阻力较小，而当两者的管径尺寸差不多时，分子在管内转移时与管壁之间相互作用则最为明显。除此之外，所分离的物质分子在束缚系统中的热力学状态也会受到一定的影响。因此，在碳纳米管这样的纳米级的管道内，分子的运动和分布会显著区别于宏观介质的传递行为。
液相传递机理
根据目前已知的报道得知，碳纳米管固有的光滑表面，使得分子在纳米管中有序的运动，并且具有很高的传递通量，因此研究者首先针对最常规最简单的水分子在碳纳米管中的传递过程进行探究，在这方面做了大量的工作。使用各种组合分子动力学模拟和单个的扩散模型，希望能够验证碳纳米管的液相传递机理。通过分子动力学模拟研究了水在六边形网络结构碳纳米管中的传递，结果显示传递速率是每纳秒5个水分子左右，和生物体内水通道的传递速率相当，且不依赖于碳纳米管的长度。美国国家实验室的研究人员在硅晶片上制备了一种碳纳米管分离膜，实验发现此膜的透水量和透气量极高，实测的透水量比分子动力学模拟计算值高2个数量级。另外，这种碳纳米管膜的水渗透系数也要比商用的聚碳酸酯膜高好几个数量级。和目前商用的反渗透膜相比，以碳纳米管构建的反渗透膜，理论上的海水淡化成本可降低70%以上。他们认为以碳纳米管作为反渗透膜材料，为大幅降低海水淡化成本提供了可能。Sony Joseph等采用分子动力学模拟方法，模拟计算了在外力场的作用下,水在不同结构碳纳米管中的轴向和径向流速分布情况，发现:①由于光滑管壁所致，水在碳纳米管内的传递速率很快;②在碳纳米管的耗尽层(depletion layer)内，水分子团的结构如键取向、氢键作用会发生变化，并是影响水在碳纳米管内流速的主要因素。如图所示。
又通过对不同直径的带电单壁碳纳米管进行模拟研究，研究了水分子在管内外的转移和分布形式及电场对传递行为的影响。他们认为，在带电的碳纳米管周围，水分子会受到电场影响并且呈规律分布。并且，由于分子间的范德华力和电场共同作用会使水分子按照共同作用结果在碳纳米管管径中按照合适的方向进行排列，形成类似一维的管状结构。
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