碳纳米管（CNT）具有独特的结构特性、高比表面积和高效促进特定化学反应的能力，因此是一种极好的催化剂。它们的圆柱形结构直径在纳米级，长度从微米到厘米不等，为催化反应提供了高机械强度和大表面积。在通过催化化学气相沉积（CVD）合成 CNTs 的过程中使用金属催化剂，可使这些材料在较低温度下生长，从而提高其催化效率。
1.独特的结构特性：
碳纳米管具有管状结构，由六方晶格排列的碳原子组成。这种结构不仅具有很高的机械强度，还为催化反应提供了很大的表面积。碳纳米管具有纳米级的直径和较长的长度，可形成高密度的活性位点，这对催化过程至关重要。2.高表面积：
CNT 的高表面积是其纳米结构的直接结果。这种大表面积有利于催化，因为它使催化剂和反应物之间有更多的相互作用。在合成碳纳米管的过程中，低浓度氢的存在可通过还原催化剂或参与热反应来促进碳纳米管的生长，这在涉及甲烷和乙烯的研究中已经提到。这种相互作用增强了碳纳米管的催化活性。
3.催化 CVD 合成：
在通过催化 CVD 生长 CNT 的过程中使用金属催化剂至关重要。这些催化剂可促进前驱气体在基底上的反应，从而使 CNT 的生长温度大大低于其他方法。这不仅提高了工艺的能效，还能更好地控制所生产的 CNT 的特性。这种催化剂可以量身定做，以促进特定类型的反应，从而使碳纳米管在各种催化应用中发挥多功能。4.能源效率和环境影响：
与炭黑和石墨烯等其他碳基材料相比，碳纳米管在能源效率和环境影响方面更具优势。例如，炭黑的二氧化碳排放量较高，在复合材料中的负载要求也较高。在轮胎加固等应用中，碳纳米管还表现出较低的纳米颗粒释放量，使其成为更环保的选择。
