物理方法
超声分散：超声处理是一种常用的物理分散方法。通过超声波在溶液中产生的空化作用，能够产生局部的高温、高压环境，使碳纳米管团聚体在这些极端条件下被打开。例如，将碳纳米管置于合适的溶剂（如 N - 甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺等有机溶剂）中，在适当的超声功率（一般为 100 - 500W）和超声时间（30 - 120 分钟）下进行处理。不过，超声功率过高或时间过长可能会损坏碳纳米管的结构，影响其导电性，因此需要根据实际情况进行优化。
机械搅拌：采用高速机械搅拌器可以帮助碳纳米管在溶剂或基体材料中分散。搅拌速度通常可以设置在 1000 - 5000 转 / 分钟，持续搅拌 30 - 60 分钟。为了达到更好的分散效果，可以结合使用不同形状的搅拌桨，如螺旋桨式、锚式等，使流体产生不同的流动形式，更有效地打破碳纳米管的团聚。
球磨分散：球磨是利用研磨球与碳纳米管之间的碰撞和摩擦来实现分散。选择合适大小的研磨球（如直径为 1 - 5mm 的氧化锆球），在适当的球料比（一般为 10:1 - 20:1）和转速（100 - 300 转 / 分钟）下进行球磨。但球磨过程也可能会引入杂质并且对碳纳米管造成一定程度的损伤，所以要控制好球磨条件。
化学方法
表面活性剂处理：使用表面活性剂是改善碳纳米管分散性的有效化学方法。表面活性剂分子可以吸附在碳纳米管表面，通过其亲水性基团或亲油性基团使碳纳米管在不同的介质中分散。例如，十二烷基硫酸钠（SDS）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等都是常用的表面活性剂。将碳纳米管与适量的表面活性剂（一般为碳纳米管质量的 1% - 10%）在溶剂中混合，经过充分搅拌后，表面活性剂能够有效地降低碳纳米管之间的表面张力，使其均匀分散。
共价修饰：通过化学反应在碳纳米管表面引入特定的官能团，可以增强其在溶剂或基体材料中的分散性。例如，利用酸处理（如浓硫酸和浓硝酸的混合酸）在碳纳米管表面引入羧基等官能团。这些官能团可以与溶剂或基体材料中的活性基团发生化学反应，或者通过静电作用等方式提高碳纳米管的分散性。不过，共价修饰过程可能会改变碳纳米管的电子结构，需要注意对其导电性的影响。
聚合物包裹：用聚合物包裹碳纳米管是另一种有效的化学方法。选择合适的聚合物，如聚乙二醇（PEG）、聚苯乙烯（PS）等，通过物理吸附或化学键合的方式将聚合物包覆在碳纳米管表面。聚合物的长链结构可以阻止碳纳米管之间的团聚，并且可以根据聚合物的性质使碳纳米管在不同的介质中分散。例如，在制备碳纳米管 / 聚合物复合材料时，将碳纳米管与聚合物在溶液中混合，通过原位聚合或溶液共混等方法使聚合物包裹碳纳米管，从而提高其分散性。
选择合适的分散介质
溶剂选择：不同的溶剂对碳纳米管的分散性有很大影响。一般来说，具有良好溶解性和适当极性的溶剂有利于碳纳米管的分散。例如，N - 甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基甲酰胺（DMF）等有机溶剂对碳纳米管有较好的分散效果，因为它们能够与碳纳米管表面产生一定的相互作用，降低碳纳米管之间的团聚。同时，也可以考虑使用一些离子液体作为分散介质，离子液体具有特殊的物理化学性质，能够有效地分散碳纳米管。
基体材料优化：在制备复合材料时，选择与碳纳米管相容性好的基体材料对于提高碳纳米管的分散性至关重要。例如，在碳纳米管 / 聚合物复合材料中，选择具有合适官能团或分子结构的聚合物可以增强与碳纳米管的相互作用。如聚碳酸酯（PC）、聚酰亚胺（PI）等聚合物与碳纳米管之间可以通过 π - π 相互作用等方式使碳纳米管更好地分散在基体材料中。
