碳纳米管（CNTs）的合成涉及多种方法，其中化学气相沉积法（CVD）因其成本效益和结构可控性而最为普遍。这种方法涉及使用催化剂和热处理，以促进气态碳源中 CNT 的生长。该过程受温度、碳源浓度和停留时间等参数的影响，这些参数对碳纳米管的质量和产量有重大影响。
化学气相沉积（CVD）：
化学气相沉积是一种广泛用于大规模合成 CNT 的技术。它包括在金属催化剂（通常是铁、钴或镍）存在的情况下，在高温下分解碳氢化合物气体。催化剂颗粒通过吸附含碳气体，使碳原子重新排列并形成管状结构，从而促进碳纳米管的形成。通过控制催化剂的尺寸和反应条件（温度、压力、气体流速），可以控制碳纳米管的特性，如直径、长度和手性。催化化学气相沉积（CCVD）：
- 这是 CVD 的改进版，催化剂在生长过程中发挥更积极的作用。CCVD 能够更精确地控制碳纳米管的结构和取向，因此适用于需要排列整齐或垂直取向的碳纳米管的应用。某些 CCVD 方法使用一氧化碳作为原料，进一步提高了该工艺的效率和多功能性。其他方法：
- 激光烧蚀： 该技术使用高功率激光气化石墨目标，在气相中产生 CNT，然后将其收集起来。它特别适用于生产高质量的单壁 CNT，但与 CVD 相比，其可扩展性较差，且能耗较高。
- 电弧放电： 这种方法是在惰性气氛中，利用两个石墨电极之间的电弧生成 CNT。这种方法虽然有效，但与 CVD 相比，可控性和可扩展性较差。
绿色和废弃原料： 新出现的方法侧重于使用环保或废弃材料作为碳源。例如，目前正在探索通过熔盐电解和甲烷热解捕获二氧化碳，以生产对环境影响较小的碳纳米管。
挑战和考虑因素：
