Phương pháp phóng điện hồ quang, đầu tiên được sử dụng để chế tạo fullerenes C60. Đây là phương pháp chung nhất, dễ dàng nhất để chế tạo ống nano vì nó đơn giản. Tuy nhiên, sản phẩm tạo ra lại là một hỗn hợp của nhiều thành phần, nên đòi hỏi cần phải qua quá trình phân tách ống nano ra khỏi muội đèn và các xúc tác kim loại.
Ống nano được tạo ra thông qua sự bốc bay hồ quang điện của hai que carbon đặt đối diện nhau, cách nhau khoảng 1mm, ở giữa là khí trơ (như He, Ar) với áp suất thấp khoảng 50-700 mbar.
Hai que graphite được sử dụng như các điện cực trong buồng bốc bay. Cho một dòng điện đi qua với cường độ 50A -100A, tạo bởi một hiệu điện thế khoảng 20V, làm xuất hiện sự phóng điện nhiệt độ cao giữa hai điện cực.
Sự phóng điện làm bay hơi một trong những điện cực carbon và tạo một hình dạng que nhỏ lắng đọng trên điện cực còn lại.
Thông qua nghiên cứu, đi sâu tìm hiểu về cơ chế phát triển cùng với tiến hành đo đạc thực tế, người ta đã chứng minh sự phân bố đường kính ống phụ thuộc rất nhiều vào hỗn hợp khí He và Ar sử dụng. Các hỗn hợp này có hệ số khuếch tán và độ dẫn nhiệt khác nhau. Điều này ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán, làm lạnh của carbon và các phân tử xúc tác, ảnh hưởng đến đường kính ống nano tạo thành.
Hiệu suất của quá trình phụ thuộc vào độ đồng đều của dòng plasma và nhiệt độ lắng đọng trên điện cực carbon.
Tùy vào điều kiện sử dụng mà ta thu được ống nano chủ yếu ở dạng SWNTs, hay MWNTs.
Hình 2.2: Mô hình phươngpháp phóng điện hồ quang [25]