گندزدایی آب در جهت کنار آمدن با تعارض بین تقاضای مردم برای آب و کمبود آب متداول در همه جا (به طور جهانی) اهمیت دارد. به علت منحصر به‌ فردی و تنظیم پذیری خصوصیات ساختاری فیزیکی و شیمیایی، نانولوله های کربنی عوامل مهمی در تصفیه آب مطرح شده‌اند. این پژوهش موجب یک کوشش برای فراهم ‌سازی بازبینی از راه ‌حل‌های بالقوه در جهت چالش‌های مختلف محیطی با استفاده از جاذب‌های CNT می‌شود. کاتالیزورها یا کمک کاتالیزورها، غشاءها و الکترودها مزیت‌های CNT برای مواد متداول تصفیه­ ی پساب ها تأیید شده اند و چالش‌های باقی‌مانده مطرح شده‌اند.

بحران آب یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های زمان ما است. کمبود آب تازه و تمیز یک مشکل حاضر در سراسر جهان است. تقاضا برای آب به سرعت در حال افزایش است، چون پیامد افزایش جمعیت و شهرنشینی سریع می‌باشد. کمبود منابع آبی تکنولوژی‌های مؤثر را برای بازیافت پساب و نمک‌زدایی آب دریا فرا می‌خواند. ضمناً آلودگی، مشکلات کمبود آب را تشدید می‌کند. آلاینده‌های مختلف منابع آبی وارد می‌شوند و از طریق فعالیت‌های انسانی حاصل از آلاینده‌های متداول، مانند فلزات سنگین و فراورده‌های نفتی، پدیدار شدن میکروآلاینده‌ها مانند Microcystin و آنتی‌بیوتیک‌ها (Shannon 2008) برخی از این آلاینده‌ها را به طور مؤثر نمی‌توان از طریق روش‌های سنتی تصفیه پساب ها از آب و پساب ها جدا کرد. به علاوه، تکنولوژی‌های مؤثرتر و کم هزینه برای گندزدایی و تصفیه آب و پساب‌های صنعتی برای اهداف کاربردی مورد نیاز هستند، مخصوصاً در نواحی روستایی.

بعد از اولین اکتشاف در سال 1991، CNTها توجه پژوهشگران عظیمی را در مجامع مختلف علمی به خود جلب کردند. به علت خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، الکتریکی و ساختاری تنظیم پذیر، CNTها می‌توانند تکنولوژی‌های نوین را در جهت عنوان کردن کمبود آب و مشکلات آلودگی آب القا سازند. نانولوله‌های کربنی بر پایه نانوتکنولوژی¬ها کاربردهای تصفیه آب را در بسیاری از زمینه‌ها، مانند جاذب‌ها، کاتالیزورها، فیلترها یا غشاءها برپا کرده اند. هزینه، اغلب یک فاکتور محدودکننده در کاربردهای CNT مبنی بر مواد تصفیه آب در مقیاس‌های بزرگ است.