多壁碳纳米管具有极高的机械强度、独特的金属或半导体导电性、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力，因此，被认为是“最佳纤维”的首选材料，在航天、航空、电子、机械等高新科技领域中具有广阔的应用前景。因此目前制约碳纳米管广泛应用的主要问题是其分散性以及与基体材料的相容性问题，而解决这些问题的关键就是对碳纳米管进行表面功能化。碳纳米管的表面功能化就是在碳纳米管表面引入功能性基团,从而增加其在溶剂或使用体系中的分散性和相容性。以下是常见的多壁碳纳米管的表面功能化及其应用的介绍：

1. 羧基化（Carboxylation）：通过在多壁碳纳米管表面引入羧基（-COOH）功能基团，可以增加其可溶性、分散性和与其他材料之间的相容性。羧基化的多壁碳纳米管在催化剂载体、生物传感器、药物传递和制备功能性复合材料等领域具有广泛的应用。

2. 羟基化（Hydroxylation）：将多壁碳纳米管表面引入羟基（-OH）功能基团，可以改善其溶解性和与水相的相容性。羟基化的多壁碳纳米管在生物医学领域中被广泛用于生物成像、药物传递、细胞培养和组织工程等应用。

3. 氨基化（Amination）：通过引入氨基（-NH2）功能基团，多壁碳纳米管的表面可以具有胺基化的特性。氨基化的多壁碳纳米管在生物传感器、催化剂催化、电催化和电子器件等领域具有广泛的应用。

4. 镀镍（Nickelization）：将多壁碳纳米管表面镀覆一层镍（Ni）纳米颗粒，可以改善其导电性能和热稳定性，使其在电子器件、传感器和催化剂等领域具有更广泛的应用。

5. 石墨化（Graphitization）：经过高温处理，多壁碳纳米管的结构可以转变为更类似于石墨的形态，称为石墨化多壁碳纳米管。石墨化多壁碳纳米管具有优异的导电性和力学性能，适用于导电材料、复合材料和超级电容器等领域。

总体而言，通过对多壁碳纳米管进行表面功能化，可以赋予其更多的特性和功能，扩展其在材料科学、生物医学、能源和电子器件等领域的应用潜力。这些功能化多壁碳纳米管的应用将为各种领域的科学研究和工业创新提供新的可能性。