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本论文研究了多壁碳纳米管的功能化修饰及生物相容性，首先从多壁碳纳米管的化学纯化和活化着手，比较了不同混酸处理工艺对多壁碳纳米管纯化、化学活化的效果和对其形貌结构的影响。研究表明，混酸回流处理碳纳米管对碳管的结构损伤较为严重，大量碳管被氧化成无定型碳和碳纳米颗粒。混酸超声处理能除去原始碳纳米管中的杂质，并且对碳纳米管的结构损伤较小。同时混酸超声处理能有效改善碳纳米管的团聚现象，提高碳纳米管在水中的溶解性，并在碳纳米管上引入羧基和羟基等功能基团。
在碳纳米管表面引入羧基的基础上，采用两种不同的合成方法在碳纳米管上接枝修饰聚乙二醇(PEG)，并比较了接枝效果。结果表明，先酰氯化碳纳米管再接枝PEG的方法对碳管上羧基的利用率较低，条件控制苛刻，接枝反应时间较长，接枝率较低下。而用碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)缩合法接枝PEG对碳纳米管上羧基的利用率高，反应时间缩短，接枝效果有明显的提高。
同时，利用碳纳米管表面引入的羧基为反应活性点，以硫代硫酸钠为硫源，采用电子束辐照的手段在碳纳米管上修饰上纳米硫化镉颗粒。研究结果表明，在辐照条件下，硫代硫酸根离子通过两步反应释放出S<2->与吸附在羧基上的Cd<2+>发生反应，在碳纳米管表面修饰上了尺寸较小，分布较为致密的硫化镉纳米颗粒。
在用顺磁共振(ESR)对混酸超声处理前后的多壁碳纳米管进行研究的过程中发现，混酸超声处理能在碳纳米管上产生未成对电子(unpaired electron)，并且引入的未成对电子数量随着超声波处理时间的延长而增加。利用这一点，在碳纳米管表面接枝上丙烯酰胺，并用AFM观测这种修饰的结果，发现了一种交联的网状结构。
利用体外评价方法(Plasmid DNA assay)和原子力显微镜直接观测相结合研究了原始碳纳米管、纯化后碳纳米管以及PEG修饰的碳纳米管的生物相容性。结果表明，原始碳纳米管对质粒的损伤较为严重。纯化后的碳纳米管对质粒的损伤有所减弱，而经PEG修饰的碳纳米管对质粒的损伤非常小，体现出良好的生物相容性。原子力显微镜观测的结果与体外评价方法的结果非常吻合。