碳材料具有稳定的物理化学性能，分布广而易得，而一维碳材料具有高的比表面积，良好的导电性。这些优异的性能使得一维碳材料在燃料电池、化学传感器、锂离子电池负极材料等方面有很好的应用价值。 一维碳材料在电极材料方面的应用，通常要求一维碳材料(活性层)与集流板(电极基体)接触性良好，降低接触电阻以减少电极内阻，改善电极的电化学性能，因此，希望实现一维碳材料在电极基体上的直接生长。但是，当前常用的催化剂制备方法(如基体法、粉末载体法和浮游法)，不适用于一维碳材料在燃料电池等电极上的直接生长和组装。针对以上问题，我们改进了催化剂制备方法：采用电沉积法在基体上直接沉积纳米级催化剂。与前述方法比较，具有所需设备简单、易操作、成本低、工艺成熟，同时可以通过控制电流大小、电沉积时间和不同电沉积方法来控制催化剂的分散、颗粒大小以及结构。此外，改变电沉积液成分可电沉积出成分不同、组成均匀的催化剂，这对探究催化剂的成分及其含量对一维碳材料制备的影响及生长机理均具有重要意义。这种直接生长的一维碳材料与基体结合力好，在燃料电池等电极材料领域具有重要的应用价值。本文主要进行了以下几个方面的工作： (1) 首次以电沉积金属镍为催化剂，在石墨基体上成功实现了碳纤维的直接生长。研究了不同电沉积液制备的镍催化剂对碳纤维形貌的影响。结果表明：以瓦特镍、光亮镍和黑镍为催化剂的碳纤维形貌分别为弯曲形、螺旋形和皱褶形；催化剂中硫元素及其含量是影响碳纤维形貌的主要因素。 (2) 首次以电沉积铁为催化剂，采用经典化学气相沉积技术在石墨基体上成功实现纳米碳管的直接生长，大部分纳米碳管具有“Y”形结构。探讨了不同电沉积时间、电流密度，不同催化剂等因素对纳米碳管化学气相沉积的影响。 (3) 首次以直流电沉积铁、脉冲电沉积钴为催化剂，采用热丝辅助直流等离子体化学气相沉积技术，在无氨气存在条件下成功实现有序纳米碳管阵列在石墨、钼基体上的直接生长。研究了生长温度、气体压力、基体材料、催化剂等对有序纳米碳管阵列生长行为的影响。并监测了有序纳米碳管阵列的生长过程。