本发明属于催化剂技术领域，涉及一种片层结构催化剂的合成方法，包括如下步骤：将1.7～2g六水硝酸钴、15.4g六水硝酸镁、5.6～10g九水硝酸铝、85g～97g尿素和470g水搅拌，使固体充分溶解，加入高压反应釜内，120℃搅拌反应8小时，然后停止搅拌，保温静置12小时，然后降温至室温后取出物料，水洗至pH呈中性；离心脱水，取固体干燥，研磨破碎，得到片层结构催化剂。该法制备的催化剂用于制备碳纳米管，单位催化剂重量的碳纳米管的产率不低于17％，收集到的碳纳米管产物制成浆料配比为97.5％NMP+2％CNT+0.25％分散剂+0.5％PVP，测试涂布配比7.5g浆料+50gHSV+15.6gLCO,CNT添加量为0.3％，测得的涂布电阻率不高于13.26mΩ.cm。