碳纤维是一种性能优异的材料,具有很多独特的性质,如较高的比强度、高比模量、高导电性及高比表面积等。基于其许多独特的性质,碳纤维在增强复合材料、催化剂及催化剂载体、双电层电容器电极、高效吸附剂等方面都有巨大的应用潜力。所以碳纤维的研究成为时下的一个热点。而较于其他形式的碳纤维,气相生长碳纤维(VGCFs)具有特殊的结构与性质,对于VGCFs而言,其形貌与生长模式的研究一直是热点。在本文中,分别讨论了三种不同的情况下制备的碳纤维。首先是讨论不同基底材料对气相生长碳纤维的影响。我们分别使用石墨、陶瓷以及孔径将近100nm的多孔状二氧化钛片作为基底材料。在相同的时间、温度、氢气等反应条件下制备气相沉积碳纤维。然后将得到的产物通过扫描电子显微镜对其进行形貌表征。通过比较得到,由不同基底制备的气相生长碳纤维的形貌、产量都有明显差异。以陶瓷、石墨为基底制备的碳纤维产量较多,大多为直线形碳纤维,属于两端生长模式,但是两种产物的直径、长度等都有所区别,而由多孔状的二氧化钛及孔状氧化铝片作为基底时,由于其独特的孔状结构,催化剂的位置比较固定,得到的碳纤维的形貌比较均匀,属于底端生长模式。其次,用水热法制备了片状的碱式硝酸铜和多种形貌的四氧化三钴,并探究了水热法制备的具有片状结构的碱式硝酸铜和四氧化三钴作为催化剂前躯体制备得到的碳纤维的形貌特征。实验分别研究了反应温度对碳纤维生长速率、碳纤维产量及形貌的影响。同时研究了还原气体氢气的通入对碳纤维初始生长温度的影响。结果表明,温度及氢气对碳纤维的生长都是必不可少的因素。