本发明涉及金属性单壁碳纳米管的直接、可控制备领域，具体为一种小直径、金属性单壁碳纳米管的生长方法和应用。以液态含氮有机物为碳源和氮源，以氢气和氩气为载气，以非金属氧化硅为催化剂，利用化学气相沉积法生长单壁碳纳米管，氮在碳纳米管成核、生长过程中作用于催化剂，并原位掺杂在单壁碳纳米管网格上，在一定温度下同时进行单壁碳纳米管的生长和氮元素的掺杂，最终获得小直径、金属性的单壁碳纳米管网络样品。本发明实现了金属性单壁碳纳米管直接控制生长，且得到的样品不含金属污染物，突破了直接制备金属性单壁碳纳米管的瓶颈，克服了现有后处理分离方法获得金属性碳纳米管的缺点，即对碳纳米管本征结构破坏严重、过程复杂等问题。