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单壁碳纳米管是单层石墨烯按照一定方式卷曲而成的直径为纳米尺度的一维管状结构，因其具有独特的结构和优异性能而具有广泛的应用前景。对其电属性乃至手性的精确控制一直是纳米碳管研究领域的重点和难点，同时，大量制备高质量的碳纳米管也是制约其在透明导电薄膜等宏观器件中应用的关键问题。本文利用浮动催化剂化学气相沉积法控制生长单壁和双壁碳纳米管，重点研究了单壁碳纳米管的直径和导电属性的调控；高结构完整性碳纳米管的生长及其透明导电特性。主要结果如下：
采用原位弱氧化和后处理氧化相结合的方法，以此有效刻蚀了样品中的金属性单壁碳纳米管，制备出富含半导体性的单壁碳纳米管。热重分析发现：经原位氧化单壁碳纳米管中金属性和半导体性单壁碳纳米管的最大抗氧化温度分别为460℃和530℃，经过10小时400℃的后处理氧化和盐酸浸泡可有效的去除金属性单壁碳纳米管、小直径单壁碳纳米管、无定形炭及金属催化剂。
氧原子对单壁碳纳米管生长作用的研究表明：在浮动催化剂化学气相沉积法生长碳纳米管的过程中，引入的氧原子可以原位与单壁碳纳米管发生反应，改变其结构稳定性，使得金属性和半导体性单壁碳纳米管的稳定性差异增大，从而可以通过进一步的氧化后处理方法去除掉金属性单壁碳纳米管。
在深入研究氧原子对单壁碳纳米管生长作用机制的基础上，提出并建立直接选择性生长半导体性单壁碳纳米管的氧辅助浮动催化剂化学气相沉积法，即通过原位引入适量的氧，实现半导体性单壁碳纳米管的宏量直接生长。透射电镜、拉曼光谱和吸收光谱等表征表明：所得半导体性单壁碳纳米管的含量高达90％以上，直径分布缩窄为1.5-2.0 nm之间。其产量可达毫克级/小时。
优化改进的浮动催化剂化学气相沉积法，研究发现：增加载气的流量既可提高催化剂前驱体的挥发速率，又可以在反应管内形成湍流，增加催化剂颗粒在反应区内的滞留时间，从而制备出最高抗氧化温度达到770℃高质量单壁碳纳米管；通过调控加入硫生长促进剂的量，实现了单壁和双壁碳纳米管的控制生长。
在大量获得了高纯度、高结构稳定性的单壁和双壁碳纳米管的基础上。探索了单壁和双壁碳纳米管在透明导电薄膜方面的应用。性能测试表明：采用高质量单壁和双壁碳纳米管制的成透明导电薄膜透明导电特性优异：在79％的透光率下，单壁和双壁碳纳米管透明导电薄膜的表面电阻分别为63Ω/sq和86Ω/sq，远远高出其他方法制备碳纳米管的透明导电特性。