1989年Liu等预言了存在类似于氮硅共价化合物的物质β-C3N4，其弹性模量有可能达到甚至超过金刚石的。但至今为止，各种合成C3N4的实验结果并不理想，至今还没能得到足够的证据来肯定已经合成出理论预言的氮化碳晶体。 本文采用直流电弧放电法，首次探讨了在高温氮气氛下，催化剂、氮气流速、放电室压力以及不同的高温气氛等因素对放电产物的形态及其收率的影响；借助透射电子显微镜(TEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、能量损失谱(EDX)、选区电子衍射(SAED)、X-射线粉末衍射(XRD)、热分析(TG-DTA)等表征技术，对放电产物的形貌、晶体结构、元素组成等进行了表征和测量。 实验结果表明，加入催化剂以后生成的产物与空白实验相比，形貌发生了不同程度的变化，但产物总收率降低了；改变催化剂的种类以及含量，生成的各产物形貌也发生了变化，其中使用单一金属氧化物Fe2O3催化剂生成的形貌新颖的含氮产物较多，片状物的SAED表征结果显示出很好的平面点阵图形；随着氮气流速增大，产物总收率逐渐降低，但产物含氮量增加;EDX表征结果表明，在氮气流速为100ml/min流速下得到的产物中掺杂的氮元素含量较氮气流速为50ml/min时要高；但是氮气流速50ml/min却有利于生成多种形貌的含氮纳米结构的产物。氮气流速50ml/min时生成的B产物焙烧前后的HRTEM及EDX表征结果表明，B产物中结构新颖的纳米碳颗粒含有掺杂的氮和金属元素；氮气温度从800℃升高到1000℃后，产物总收率增加，产物中还生成了较多的含氮纳米结构的产物，表明高温有利于电弧区域放电反应的进行；氮气氛下产物总收率要比氩气氛下高，而且还生成了竹节状管状物；随着放电室压力的下降，电弧放电产物的总收率逐渐增加。 XRD表征结果显示，A、B、C、D、E产物都是以类石墨相为主，但与纯石墨的谱图相比，峰高及峰宽不同，且B、C、D产物在22.5°左右均出现了一个较弱的、很宽的峰；EDX和HRTEM表征结果表明，产物中掺杂有一定量的氮元素，最高可以达到8.6at％：TG-DTA表征结果表明，B产物的第二起始失重温度在730℃左右，C产物的明显起始失重温度在700℃左右，均高于石墨的失重起始温度(约600℃)，表明B、C产物中均存在着不同于石墨的物种。 本文的研究方法拓展了制备新型纳米碳材料的途径，为建立和发展催化-电弧放电化学奠定了坚实的实验基础。