随着工业快速发展和人口增长,水污染已经给人类构成了严峻的挑战。染料是最常见的水污染物之一,对人类造成巨大的危害。因此,从水中去除染料一直是科研和工业界的热门话题。然而,由于染料的水溶性与稳定性较好,很难从水溶液中分离出去。所以,亟需有效地从水中吸附和分离染料的材料。碳纳米管因其多孔和高比表面积而备受关注,但表面的疏水性和易团聚限制了其吸附性能。为了提高碳纳米管对染料的吸附能力,本文利用介质阻挡放电（DBD）等离子体处理技术制备出表面不同含氧官能团的碳纳米管。等离子体改性后的碳纳米管平衡吸附时间明显减少,最高吸附量为80.33 mg g-1。这很可能与表面含氧官能团相关。利用EDS、FTIR、XPS以及接触角等表征证实改性后的碳纳米管表面可以成功导入大量含氧官能团。同时,本文还研究改性的碳纳米管吸附机理和密度泛函理论（DFT）,改性碳纳米管主要是通过利用氢键相互作用、静电驱动以及π-π堆积等相互作用达到去除和吸附染料。由于改性的碳纳米管与水分离难且吸附能力有限,这些问题阻碍了其进一步的重复利用和实际应用。在此基础上,我们将改性的碳纳米管掺杂到气凝胶中制备一种三维网状构造的碳纳米管气凝胶[CNT/P（AM-AA）]。材料表征证明碳纳米管的掺杂显著改善了气凝胶的热学和力学特性。吸附实验表明CNT/P（AM-AA）气凝胶对亚甲基蓝的去除效率达到95%,最大吸附量为558.7 mg g-1,且其5个循环后再生的去除率基本维持不变。染料吸收过程主要遵循准二级动力学模型和Langmuir等温线模型,且CNT/P（AM-AA）气凝胶吸收过程则是自发放热的。同时,由于其对溶液中的阳离子染料存在着高度选择吸附性。这为它在未来的染料废水处理中带来巨大的应用前景,使生产拥有良好微观结构的纳米复合气凝胶变成一种可能。