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碳纳米管（Carbon nanotube,CNT）具有超高的比表面积、优良的导电性、和独特的一维结构,在各个领域皆有着非常广泛的应用。基于CNT的多孔碳基材料也得到了广泛的开发和研究。在本文中,我们利用化学气相沉积法（CVD）制备了一种由CNT自由组装并相互连接组成的三维网络结构,即碳纳米管海绵（Carbon nanotube sponge,CNTS）,具有超高的比表面积和优良的导电性。CNTS作为一种高比表面积的碳基材料,在油脂和染料的去除方面具有潜在的应用价值。由于CNTS的多孔结构和超疏水性,染料水溶液难以渗入CNTS中,导致有效吸附面积降低。因此,在不破坏CNTS结构和性能的前提下,改善CNTS的亲水性是一个重大的挑战。聚多巴胺（Polydopamine,Pdop）是一种新兴的、用于表面修饰的聚合物,能够牢牢地附着在大多数无机或有机材料的表面。在本文中,我们采用电聚合方法将Pdop涂层均匀地包覆在CNT的表面,显著地增强了Pdop-CNTS复合材料的亲水性,从而提高了吸附剂对亚甲基蓝（methylene blue,MB）染料的吸附性能。其次,Pdop涂层的还原能力能够将附着在Pdop-CNTS表面的银离子还原成银纳米颗粒（Ag nanoparticles,Ag NPs）,并将其牢牢地固定在Pdop-CNTS的表面,进一步提高了吸附剂对MB染料的吸附性能。此外,基于Ag NPs对MB染料分子的催化活性,Ag NP-Pdop-CNTS吸附剂具有良好的再生能力和循环性能。除了在吸附领域有着非常出色的表现,CNTS在超级电容器（Supercapacitors,SCs）方面也具有潜在的应用价值。CNTS电容器表现出优异的电化学性能,其比电容可达7.75 F g-1(电流密度为0.125 A g-1)。同时,CNTS电容器在电流密度为2 A g-1下进行10000次循环充放电后,其电容量依旧保持原有的96%。然而,CNTS电容器的最大能量密度较低,仅为0.69 Wh kg-1,对应的平均功率密度为44.6 W kg-1。为了进一步提高电容器的比电容和最大能量密度,我们在CNTS电容器的基础上,以Pdop涂层为含氮前驱体,对Pdop-CNTS进行高温碳化处理,制备了氮掺杂的N-CNTS电容器。当电流密度为0.125 A g-1时,N-CNTS电容器的比电容为13.69 F g-1,比CNTS电容器增大了77%。同时,N-CNTS电容器的最大能量密度提高至1.22 Wh kg-1,对应的平均功率密度为44.6 W kg-1。最后,我们将CNTS的吸附性能和储能性能相结合,以吸附MB染料的CNTS为电极材料,制备了氧化还原电解质增强型超级电容器,即MB-CNTS电容器。MB-CNTS电容器的比电容在1 m V s-1的扫速下高达22.93 F g-1,并且当扫速增大50倍时,电容器的比电容依旧保持原有的89%,具有非常优异的倍率性能。其次,MB-CNTS电容器还具有非常良好的循环稳定性,在6000次循环充放电后(电流密度为2 A g-1),电容器的比电容几乎保持不变。