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气相生长碳纤维（VGCFs）、碳纳米管（CNTs）、纳米洋葱状富勒烯（NOLFs）等新型碳功能材料以其密度小、高导电、高导热等优异的特性在众多领域获得了广泛的应用。煤沥青（即煤焦油沥青）是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物,为富碳混合物,依赖其热解产生的CH4、CO等气体及低烃类化合物的综合作用可气相生长碳功能材料。因此以煤沥青为原料合成高附加值碳功能材料具有重要研究意义。本论文采用化学气相沉积（CVD）法,以煤沥青为原料,二茂铁为催化剂前驱体（煤沥青/二茂铁质量比为85/15）,氩气（150ml/min）和氢气的混合气为载气,通过改变氢气流量,在1000℃制备了不同形貌的碳材料。采用X-射线衍射（XRD）、拉曼散射光谱（Raman）、场发射扫描电镜（FESEM）和高分辨透射电镜（HRTEM）对产物进行表征和分析,并测试了产物的电阻、磁性、微波吸收等性能。实验结果如下:1、当氢气流量为80ml/min时,产物为较长的定向气相生长碳纤维（LOVGCFs）,较为纯净,直径分布均匀（0.8-1.2μm）,为实心结构,其定向纤维束长达6cm。测试了LOVGCFs的热稳定性及单根碳纤维的电阻,结果表明:1)产物在520℃之前在空气中具有较好的热稳定性;2)电流-电压（I-V）曲线呈非线性（1-25V）,为半导体特征,其原因主要由产物结构缺陷造成。2、氢气流量为300ml/min时,产物为碳纳米管自组装成的线团状碳材料,分散均匀,纯度较高,直径约为0.5μm。测试了该产物的铁磁性和微波吸收性能,结果表明:1)在±10000Oe范围内,具有较大的矫顽力值（446.13Oe）,呈明显的铁磁性;2)测试了2-18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,并且计算了其介电损耗和磁损耗,表明其在此频率范围内具有一定的微波吸收性能。3、研究LOVGCFs结构发现其不同于石墨结构,为湍流结构,由此激发了对其它纳米碳材料如CNTs和NOLFs结构讨论的兴趣,并分别得出它们出现湍流结构的判别条件为:1)对于VGCFs:结合XRD图谱、Raman图谱和HRTEM图,当Lc约小于10nm时,样品不具有石墨化程度,呈现湍流结构或无定型碳结构。2)对于CNTs:结合XRD图谱、Raman图谱和HRTEM图,当Lc约小于5nm,样品不具有石墨化程度,呈现湍流结构或无定型碳结构。3)对于NOLFs:结合XRD图谱、Raman图谱和HRTEM图,当Lc约小于10nm,样品不具有石墨化程度,呈现湍流结构;当Lc约小于2nm,呈现无定型碳结构。