碳基纳米材料（如碳纳米管、石墨烯等）一直在环保领域有广泛的应用，碳纳米管从1991年被发现以来就备受关注。石墨烯作为后起之秀，近几年也得到了广泛的研究。目前，在制备碳纳米管和石墨烯时常会引入Ni-Fe，因此使用碳纳米管或石墨烯时需要用化学法去除其表面的杂质才可以得到吸附性能较好的碳材料。等离子体对碳材料的处理根据等离子体能量的不同和等离子体气氛的不同对碳材料及其表面的基团都会有不同的影响。按照等离子体能量的不同，可以分为等离子体对碳材料表面基团的去除和对碳材料本身结构的改变。按照使用气氛的不同，可以分为对碳纳米材料表面基团的还原和在碳纳米材料表面接枝新的基团。

还原碳基纳米材料表面基团

等离子体技术对碳基纳米材料表面基团的清除作用可以理解为等离子体中的离子通过布朗运动接近碳材料表面基团，并与基团形成新的化合物，或直接通过热运动破坏基团与碳基纳米材料间的结合，从而达到剥离表面基团的作用。一般使用的等离子体能量高于碳材料表面官能团的结合能，低于碳原子间的结合能。等离子体气氛则选择还原性较强的气体。

例如使用N2等离子体直接作用于多壁碳纳米管表面，有效地去除了碳纳米管表面的含氧官能团（-OH）及其他杂质，增加了碳纳米管的吸附性能，使其可以轻易地吸附丙烯酰胺和二甲基丙烯酰胺。

在碳材料表面接枝功能性基团

不同气氛下的等离子体对材料的作用不一样，惰性气体由于自身较稳定，因此在清除碳材料表面的同时其会以化合物或气体的形式离开碳原子表面。如果将等离子体气氛换为O2或NH3等较为活跃的气体，则可以在碳材料表面接枝一些官能团，从而改变材料的属性。

辅助制备石墨烯

增加等离子体功率等同于增加了等离子体热运动的能量以及离化程度，高能等离子体往往比同等温度下的一般气体具有更强的化学反应活性。其原理为：除了热运动带来的高能量外，离子本身的离化也具有辅助打断分子或离子键能的作用。

等离子体技术制备的碳基纳米材料的应用

通过等离子体对碳材料表面的简单修饰，使得本身吸附性能与导电性能就非常出色的碳材料拥有了更为广泛的应用，特别是在环境处理领域和新能源电池领域的应用。

用于处理污水

碳纳米材料是一类比表面积较大、吸附性较强的材料，已经广泛应用于有毒气体的吸附清除中，但是水溶性较差的特性制约了碳纳米材料对废水的处理。通过等离子体处理的碳纳米材料，可以有效增加碳材料的水溶性，使不溶于水的碳材料可以有效吸附水中的有害物质；还可以在等离子体处理的碳纳米材料上接枝特殊官能团，制备功能材料来吸附特定污染物，这对稀有资源的回收再利用有着非常积极的意义。

碳基纳米材料吸附有机污染物

通过等离子体技术处理的碳材料可以很好地吸附废水中的有机污染物。

用于其他领域

碳材料除了具有较好的吸附能力外，其他方面的能力也相当出众。经过等离子体处理后的碳材料的机械强度、导电性能、磁化性能都明显提升。采用这种高性能材料制得的电子元件，对环境的监控、新能源的开发都有不可估量的作用。

采用等离子体技术制备碳材料因具有操作简单、合成方便、处理充分等优点，得到了碳基纳米复合材料研究者的广泛关注。合成出的纳米材料具有高吸附特性，在污水处理领域得到了广泛研究。