The environmental applications of carbon nanotubes (CNTs) have attracted great research attention since their first discovery. However, the performance of pristine CNTs for removal of heavy metal ions is greatly limited by their severe aggregation and lack of functional groups. In this work, a novel method has been developed for preparation of amine functionalized CNTs via combination of mussel inspired chemistry and Michael addition reaction. CNTs were first coated with polydopamine (PDA) through mussel inspired chemistry. And then commercial available agent polyethylene polyamine with a number of amine groups was further conjugated with PDA coated CNTs via Michael addition reaction. A series of characterization techniques have demonstrated that the amine functionalized CNTs have been successfully prepared. Furthermore, the adsorption application of thus amine functionalized CNTs for Cu2+ was examined. The effects of various parameters including pH solution, temperature, initial Cu2+ concentration and the adsorbent concentration were investigated. The data from experiments were analyzed by the Langmuir and Freundlich models of adsorption. Due to the universal of mussel inspired chemistry, the method described in this work should be a general strategy for surface modification of materials for environmental applications.

MXenes are a new type of two-dimensional (2D) transition metal carbide or carbonitride material with a 2D structure similar to graphene. The general formula of MXenes is Mn+1XnTx, in which M is an early transition metal element, X represents carbon, nitrogen and boron, and T is a surface oxygen-containing or fluorine-containing group. These novel 2D materials possess a unique 2D layered structure, large specific surface area, good conductivity, stability, and mechanical properties. Benefitting from these properties, MXenes have received increasing attention and emerged as new substrate materials for exploration of various applications including, energy storage and conversion, photothermal treatment, drug delivery, environmental adsorption and catalytic degradation. The progress on various applications of MXene-based materials has been reviewed; while only a few of them covered environmental remediation, surface modification of MXenes has never been highlighted. In this review, we highlight recent advances and achievements in surface modification and environmental applications (such as environmental adsorption and catalytic degradation) of MXene-based materials. The current studies on the biocompatibility and toxicity of MXenes and related materials are summarized in the following sections. The challenges and future directions of the environmental applications of MXene-based materials are also discussed and highlighted.