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本发明涉及金属氧化物催化剂及用该金属氧化物催化剂催化裂解甲烷制备成束多壁纳米碳管的方法。金属氧化物催化剂是以镁与钼形成的氧化物为主催化剂，以铁或镍为助催化剂形成的Fe／Mo／MgO和Ni／Mo／MgO催化剂。将催化剂放入固定床气体连续流动反应炉中，通人流速为50～1500sccm的甲烷与流速为50～300sccm氢气或氮气或惰性气体，在750℃～1200℃下反应10～100分钟生成束多壁纳米碳管。