该文采用电弧法制备单壁纳米碳管、催化热解法原位填充纳米碳管以及模板法制备纳米阵列体系,对其生长和填充机制进行了初步研究和探讨.采用氢-氩电弧法半连续制备单壁纳米碳管.分别以石墨和多壁纳米碳管作为碳源,按照不同比例添加镍和硫化镍,制备单壁纳米碳管.通过对产物进行宏观观察和微观表征(扫描、透射和拉曼分析),发现以多壁纳米碳管为碳源制备单壁纳米碳管较容易,且产物较纯净、石墨化程度较高.反应物中硫化镍的存在使得反应倾向于生成直径较大的单壁纳米碳管或倾向于生成多壁纳米碳管.当镍含量为25wt.％时,单壁纳米碳管的拉曼谱峰出现异常,认为可能有Ni或Ni<,3>C被填充到管中.该实验还采用多步提纯法-超声处理、空气氧化和酸处理等方法,对反应产物进行提纯,提纯后催化剂粒子、无定形碳等杂质明显被去除,提纯效果很明显.同时对影响单壁纳米碳管生长的等离子电弧、电流、催化剂、缓冲气体和生长促进剂等因素,进行了分析和确定,并初步探讨了单壁纳米碳管的生长机制.采用催化热解法制备纳米碳管及纳米复合物.首先以乙炔为碳源,氢气为载气,二茂铁作催化剂制备了管内填充的纳米碳管.