本文在热解火焰法合成碳纳米管研究经验的基础上,对铁基催化剂做了更加细致深入的研究。首先探讨氢气的变动对铁基催化剂的催化效果的影响,以此来找到最适合铁基催化剂催化的气体环境。在此之上,改变了铁基催化剂中Fe比例,研究不同铁含量下铁基催化剂对于碳纳米管合成的影响。此外,还制备了一种新型的多元金属催化剂,即在铁基催化剂当中引入Ni,通过与前者的对比,探讨Ni对于催化剂催化效果的影响。最后,对铁、钻、镍基双金属催化剂的催化效果进行了简单对比。实验结果和分析表明:(1)在热解火焰法实验中,当氢气流量为0.35L/min的时候,铁基催化剂的催化效果达到最好,此时碳管的产量和质量都能够达到较好水平,氢气流量偏小,碳管产量较低,氢气流量偏大,碳管的质量会变差。(2)在采用Fe-Mo/Al2O3催化剂时,物质的量比为Fe:Mo:Al=1.5:0.17:16,多壁碳管的质量和产量都能保持一个较高的水平,适合大批量生产多壁碳管,Fe含量过高或过低,都不利于碳纳米管生成。(3)Fe-Mo/A1203催化剂中增加适量的Ni形成Fe/Ni-Mo/Al2O3多元金属催化剂,可以改善铁基催化剂的活性,增强生成碳管的定向性。与原有的Fe-Mo/Al2O3双金属催化剂相比,当加入Ni的比例为Fe:Ni:Mo:Al = 1:0.5:0.17:16时,合成产物中碳管的产量较高,质量较好,且其具有更好的定向性。(4)在铁、钴、镍基双金属催化剂当中,铁基催化剂更适合在火焰法中催化合成碳纳米管。