碳纳米管具有许多独特的性能,已成为当前的研究热点之一,以碳纳米管为基的复合材料在许多方面有着广阔的应用前景。本文通过简单的制备和处理方法合成了多种具有特殊结构和功能的碳纳米管负载纳米颗粒以及碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料。采用了多种现代分析手段,如透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能量分散谱仪(EDS)、选区电子衍射(SAED)、高分辨电镜(HREM)、能量过滤透射电镜(EFTEM)、高角环形暗场象(HAADF)等对各类产物的微结构进行了表征。同时也探索了它们在催化、电磁学以及摩擦学方面的应用。采用无电沉积法和浸渍法合成了碳纳米管负载的Ni-Co、Sn-Pd双金属及其氧化物的纳米颗粒,经过一定的退火处理可以得到具有特殊核-壳结构的纳米颗粒。通过对其微观结构的表征,探讨了不同核-壳颗粒的形成机理,为这类特殊结构的纳米颗粒的可控制备及进一步应用提供了有益的经验。制备了碳纳米管负载的Ni基纳米颗粒,采用该复合材料作为加氢及脱氢催化剂。探索了碳管负载的Ni基纳米颗粒与甲苯等有机液体组成的氢浆的储氢结果,并研究了不同制备条件对储氢性能的影响。同时将该复合材料应用于环已烷脱氢催化反应,证明其脱氢效率大于常规的雷尼镍催化剂,目前未见报道。该结果为碳管负载纳米颗粒在新型能源领域的应用开辟了新途径。制备了碳纳米管负载的Fe基纳米颗粒,采用不同的退火方式改变了纳米颗粒的结构和形态。研究了碳管负载的Fe基氧化物和碳化物纳米颗粒的微观结构和磁性能,结果表明通过不同的退火方式可以控制Fe氧化物及碳化物颗粒的合成,并改变其磁性能。采用简单的物理共混方式制备了碳纳米管-高密度聚乙烯复合材料,对碳管在高分子基体中的分布情况进行了表征,并研究了该复合材料的导电性能和摩擦磨损性能。结果表明以碳管作为高密度聚乙烯材料的导电添加剂具有比碳黑低得多的渗流阈值,同时该复合材料的导电性能具有与常规导电填料不同的温度依赖性,这与碳管的特殊结构和性能有关。碳管的添加也提高了复合材料的耐磨减摩性能。