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以碳纳米管和碳包裹金属纳米颗粒为代表的富勒烯类碳基纳米材料由于具有独特的一维管状和核/壳结构、奇异的物理化学性能及广阔的应用前景而引起科学界的广泛兴趣。本论文结合爆炸化学快速、自热以及有效产生碳簇等特点，将其引入纳米碳材料的合成中，开发出简单高效合成碳纳米管和碳包裹金属纳米颗粒的新方法。在此基础上，系统考察了催化剂和反应条件对碳纳米管生长的影响，建立了选择性合成碳纳米管和碳包裹金属纳米颗粒以及控制碳纳米管结构和形貌的化学基础。分析了不同形貌碳纳米管和碳包裹金属纳米颗粒的生长模型，并研究了碳纳米管在爆炸产生的特殊高温高压环境中的“吹制”行为。得出以下主要结论：1.由炸药、催化剂前驱体和碳氢化合物组成的三组分体系可有效合成多壁碳纳米管，在最优条件下，碳纳米管的纯度可达90％以上。2.碳纳米管根据形貌不同可分为空心状和竹节状。3.催化剂(Fe，Co，Ni)对碳纳米管的成核生长具有重要的催化作用。催化剂的催化活性和它们自身的晶体性质、结构有关。4.苦味酸的装填密度、醋酸钴与苦味酸的比值和石蜡与苦味酸的比值对固体碳的产率、碳纳米管的含量、形貌均有显著影响。5.竹节状碳纳米管根据细节形貌的不同又可分为两种类型。第一种类型的竹节管可能遵循连续生长过程，整个管由单个金属颗粒催化生成。第二种类型的竹节状碳管可能遵循间歇的生长-终止-生长过程。整根管由多个金属颗粒催化生成。最终产物中有的隔间为空，这可能是最初填充的催化剂颗粒在退火过程中“逃逸”造成的。6.在爆炸环境中，碳纳米管显示出极好的结构弹性和流动性，它们可发生结构转变并形成中空纳米泡，这一过程可能类似玻璃管的“吹制”。CHNO炸药的爆炸能提供碳纳米管“吹制”所需的特殊的物理化学环境。7.通过PA爆炸引发的Ferrocene热解反应可以简单高效地合成出碳包裹Fe纳米颗粒。