自从Iijima在1991年发现了螺旋碳纳米管,碳纳米材料如碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯等已经引起了人们的广泛关注。碳纳米纤维作为一种独特的碳纳米材料,具有高强度、低密度、大比表面积、强吸附性和导电性,在复合机械材料、新能源存储、电极材料、场发射器件、微波吸收等领域都具有广阔的应用前景。合成碳纳米纤维常用的方法有：电弧放电、静电纺丝、聚合物共混纺丝以及催化化学气相沉积。然而,采用这些方法得到的产物中通常会残留金属催化剂,影响碳纳米纤维的袁征及应用。碳纳米纤维的提纯过程也是十分复杂、耗时的,通常会引入额外的缺陷或杂质。化学气相沉积方法具有实验条件可控、反应过程温和等优点,已经被人们广泛用于合成高纯度的碳纳米纤维。但是,催化剂残留难提纯、副产物较多、合成机理存在争议等缺点也在制约着合成碳纳米纤维的研究。基于上述原因,我们开展了水溶性碱金属盐催化合成碳纳米纤维及其性能的研究,本论文的研究工作主要包括以下几个方面：(1)采用水溶性的NaxKy碳酸盐催化剂,在450℃裂解乙炔大批量可控合成了碳纳米螺旋和碳纳米纤维。我们发现裂解温度对于可控获得不同类型的碳纳米材料是一个关键因素。由于采用的催化剂是水溶性的,可以被便捷地除去,我们可以获得高纯度的碳纳米材料。基于测试结果,我们还分析并讨论了催化剂在反应过程中的作用、裂解温度对反应的影响以及碳纳米材料的形成机制。(2)采用乙炔作为碳源、Na2CO3粉末作为催化剂,在450℃和500℃分别可控合成了碳纳米纤维和碳纳米管。由于Na2CO3是水溶性的,使用去离子水对得到的产物进行重复清洗就可以得到高纯度的碳纳米材料。(3)采用NaNO3作为催化剂,在400℃和450℃分别可控合成了线性碳纳米纤维和螺旋碳纳米纤维。我们的方法解决了一直以来困扰人们的催化化学气相沉积方法合成碳纳米材料后的提纯问题。(4)我们研究了采用乙炔作为碳源、氨气作为氮源、Na2CO3粉末作为催化剂,在450℃和500℃有选择性地大量合成了氮掺杂碳纳米纤维及碳纳米螺旋。我们的方法比较简单、低成本,对环境也是比较友好的,可以用来大批量合成高纯度的氮掺杂碳纳米纤维及碳纳米螺旋。我们还分析了催化剂的作用、裂解温度的影响以及氮掺杂碳纳米纤维的荧光发光特性。