本发明涉及一种使用木质素与双金属催化剂共同作用在碳纤维上生长碳纳米管的方法。本发明的制备方法包括以下步骤：步骤1：将碳纤维缠放进立式CVD炉中，通入氮气，450℃保温1.5h，目的是去除上浆剂；步骤2：电解，脱浆碳纤维导入电解槽，所用电解液为NH4H2PO4水溶液，电解后水洗并烘干；步骤3：加载催化剂，溶质为硝酸铁、硝酸镍及木质素磺酸钠，溶剂为无水乙醇，然后烘干。步骤4：将碳纤维导入管式炉，通N2和H2，炉内温度450℃，时间为5min，目的为还原催化剂，接着将碳纤维导入另一个管式炉中进行碳纳米管的生长，此时通入的气体是N2、H2和C2H2,长管时间为5min。采用此方法可以克服碳纳米管与碳纤维连接不好的问题，从而提高处理后碳纤维的力学性能。