在高分子参与的化学反应中，实现高分子结构裂解炭化近些年已引起了人们的高度重视。因为使高分子裂解成炭可有效提高高分子材料的阻燃性能;另外使高分子材料转化为先进碳纳米材料可成为废旧塑料合理回收的有效手段。本论文主要采取Ni-Mo-Mg三金属催化剂与纳米级炭黑复配的方法，研究复合催化剂对聚丙烯碳化性能。首先通过不同研究手段研究复合催化剂对聚丙烯的阻燃性能。同时通过改善裂解条件研究如何原位碳化聚丙烯合成碳纳米管材料。　　通过锥形量热仪和极限氧指数研究复合催化剂对聚丙烯的阻燃性能。发现当Ni-Mo-Mg催化剂和炭黑的添加量均为5wt％时，聚丙烯/Ni-Mo-Mg/炭黑复合材料的碳化性能和阻燃性能达到最佳，此时热释放速率峰值降到最低，氧指数达到26.1％。纳米炭黑对聚丙烯碳化的进一步促进主要归因于与Ni-Mo-Mg催化剂的协同作用。在750℃和550℃不同温度下裂解时，PP/5％Ni-Mo-Mg/5％炭黑复合材料的炭产率分别达到聚丙烯的56％和37.1％。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜对炭结构进行表征，发现炭黑能够交联碳纳米管形成整体碳层结构。可能的机理为炭黑的无定形碳结构可有效捕捉聚烯烃裂解时产生的自由基，促进碳纳米管生成的同时使碳纳米管聚集在一起，形成具有完整致密的炭层。　　另一方面，通过调整裂解条件研究Ni-Mo-Mg/炭黑复合催化剂催化碳化聚丙烯合成碳纳米管。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、热重分析、红外光谱和拉曼光谱对所得碳纳米管进行表征。结果证明:纳米炭黑的加入不但能有效提高碳纳米管的产率，还在一定程度改善碳纳米管的形貌和石墨化性质。