纳米碳材料由于具有特殊的结构、优异的物理和化学性质，近年来引起了人们的广泛关注并取得了重大研究进展。在众多的纳米碳材料中，一维的纳米碳管与二维的氧化石墨因具有高的比表面积、优异的力学和电学性能等特点，在催化、复合材料和场发射等方面呈现出广泛的应用前景。　　 本文的主要研究工作为:　　 (1)以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂，硅酸钠、氯化钴为原料，水热法合成含钴介孔分子筛(Co-MCM-41)。以所合成的Co-MCM-41做催化剂，采用化学气相沉积(CVD)法催化热解无水乙醇制备纳米碳管，然后将制得的纳米碳管粗产物在120℃下用浓硝酸回流，进行纯化及表面酸氧化改性处理。通过XRD、FT-IR、TEM、N2吸附-脱附和Raman光谱等分析手段对所合成的介孔分子筛和酸处理前后的纳米碳管进行了表征。结果表明:合成的Co-MCM-41样品具有典型的MCM-41的介孔结构，比表面积较大且介孔有序性较好;制备出品质较好、管径均匀、管壁较厚、顶端开口的多壁纳米碳管;浓硝酸氧化处理后的纳米碳管表面存在羧基和羟基等官能团。　　 (2)以纯化后的纳米碳管为原料，采用原位合成法制备一系列不同纳米碳管含量的纳米碳管/羟基磷灰石(CNTs/HA)复合材料。对所合成CNTs/HA复合材料的晶型、结构、形貌和比表面积等进行了表征，并对复合材料的摩擦学性能进行了初步研究。表征结果表明:CNTs/HA复合粉体中仅有CNTs和HA两种物象，纯度较高，结晶度较好;复合材料中纳米碳管表面均匀包裹着一层羟基磷灰石晶粒;当纳米碳管与羟基磷灰石的质量比为3∶17时，纳米碳管与羟基磷灰石形成最佳结合状态。摩擦学研究表明:CNTs的加入可以有效地降低复合材料的摩擦系数;样品的摩擦系数随着载荷的增加而增加;当CNTs的含量达到15％wt后，再增加CNTs的含量对复合材料的减摩作用影响不大，样品的摩擦系数基本平稳。　　 (3)以P25纳米TiO2为前驱体，采用水热法合成出TiO2纳米管。在酸洗TiO2过程加入纯化后的纳米碳管，制备出不同纳米碳管含量的纳米碳管/TiO2纳米管(CNTs/TNTs)复合材料。对所合成复合材料进行了表征，并以甲基橙溶液为模拟化合物，考察了复合材料的光催化活性。研究表明:成功合成出了纳米碳管/TiO2纳米管复合光催化剂;当纳米碳管与P25质量比为1∶9且热处理温度为450℃时，复合光催化剂对甲基橙的光催化活性最高，且明显高于纯TiO2纳米管与P25，复合催化剂经三次重复使用后仍保持很高的光催化活性。　　 (4)以天然石墨为原料，采用Hummers法制备了氧化石墨，然后以氧化石墨、硫酸钛及CTAB作为起始反应物，制备了二氧化钛(TiO2)-氧化石墨(GO)插层材料。对所合成的样品进行了表征，并且通过紫外光对甲基橙光催化降解，考察了催化剂的光催化活性。结果表明:氧化石墨结构中含有大量的极性基团;经二氧化钛插层后的复合材料层间距明显增大，且材料中的TiO2晶粒为锐钛矿，但经450℃煅烧后的复合材料存在锐钛矿和金红石的混合相，锐钛矿相含量大于金红石相含量;该复合催化剂不仅比P25对甲基橙的光催化降解反应表现出更高的催化活性，而且经四次重复使用后，仍保持很高的光催化活性。