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以碳纳米管为代表的一维纳米材料已成为纳米科技领域十分重要的研究课题，发展新合成方法、拓展新体系、合成新结构、探索新性能及其应用是当今重要前沿内容。一维纳米结构新材料的合成是相关研究的基础，本论文着重在拓展VLS生长机制、发展碳热还原的新技术路线制备新颖纳米结构及表征等方面开展了较系统的研究工作并取得良好进展：1.气-液-固(VLS)生长是制备一维纳米材料的经典方法，VLS生长中处于液态的催化剂通常起着解离气相前驱物、扩散和传输目标组分的作用，从形式上看催化剂只起着传输媒介的功能。我们通过采用合金催化剂，引入了分别从气相前驱物和“催化剂”本身提供产物所需组元并在催化剂液滴中发生化学反应生成目标材料物种的关键环节，提出了拓展的VLS生长机制，由此带来了一系列新的可能性，例如，研制新型双组元或多组元化合物纳米线，发现新结构与新性能等。
2.BN一维纳米材料由于具有许多优异的性能，在纳米电子学和功能材料领域具有重要应用前景。作者采用拓展的VLS生长机制，以高B含量的Fe-B纳米粒子为“催化剂”，通过简单的高温氮化过程，首次制得BN纳米线；以低B含量的Fe-B纳米粒子为“催化剂”，制备出了BN纳米管和周期性纺锤单元构成的BN一维纳米结构。提出了一维BN纳米结构的成核和生长的模型，并以此模型的思想为指导，通过先成壳后除核的自模板方法，以Fe-B纳米粒子为“催化剂”成功合成了BN纳米胶囊和富勒烯状BN纳米粒子，有望应用于磁储存、高温润滑、储氢等领域。
3.Si3N4是十分重要的功能材料，在复合材料领域具有广泛应用。本文采用拓展VLS生长机制，以廉价工业原料铁硅粉(Fe-Si)为“催化剂”，通过简单的高温氮化过程，得到了单晶Si3N4纳米带。相对于其它合成方法，本过程反应相对简单，原料易得，具有商业开发价值。
4.硅基材料是微电子时代的载体，其纳米结构的制备、性能和应用研究备受关注。在分析总结碳热还原SiO2的生长机制和特点的基础上，本文以Ni@C纳米粒子表面的C为碳源，Ni为催化剂，通过高温碳热还原SiO2的新技术路线，在Ar和N2气氛中分别得到了丰富多彩的非晶SiOx和SiOxNy一维纳米线及其超结构。这些结果加深了对碳热还原机制的认识，也进一步丰富了VLS生长的内涵。
5.TiC、TiN等无机晶须材料由于优良的高温强度、导热和导电性能、抗腐蚀能力、高的热膨胀系数、良好的与基体材料的相容能力等特点，广泛应用于陶瓷基、金属基复合材料的增强剂以提高复合材料的强度、韧性及理化性能。在分析总结碳热还原TiO2的生长机制和特点的基础上，作者以TiO2、活性碳、NaCl为原料，Co@C纳米粒子为催化剂，通过氯化物辅助的碳热还原过程，合成了表面存在不连续CoO纳米突起的TiC纳米线复合结构，并对其生长过程进行了合理的分析。这种复合结构在复合材料和催化领域有重要的应用前景。在合成TiC一维结构基础上，以Co纳米粒子为催化剂，以TiO2、活性炭和NaCl为原料，在大流量的NH3气氛中，通过相似的氯化物辅助碳热还原过程，得到了大量均一的单晶立方TiN纳米线。