纳米复合材料因其纳米量级尺度所具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应等特性,在光、电、磁、热、力学等方面显示出各种奇异特性,为发展新型高性能的功能材料创造了条件。其次,复合结构所具有的高浓度界面,特殊界面结构,巨大的表面能,更是展示出诱人的综合性能,如增强和改善材料的机械性能、抗腐蚀性能、抗磨损性能等,已成为研究热点,广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域。另外从化学角度出发考虑,纳米复合的这种特性,使其具有很高的化学活性,在催化、传感、效应等方面显的尤为突出,但是这方面的研究目前还是刚起步。尤其是由于合成条件及方法的限制,大部分的纳米复合材料不具有规则整齐的定向结构,使其在微纳器件领域的应用受到限制。本论文的工作主要是基于构建一维阵列结构的纳米复合材料,并研究该种有序复合阵列结构在电催化领域,如甲醇燃料电池、无酶萄糖传感器方面的一些电化学性能。主要研究内容如下：1.首先采用水热法制备出单晶相的{Ni,Cu}(OH)2CO3前驱体纳米线阵列,在氮气保护气氛中高温热处理,得到了Ni-Cu合金纳米线阵列,进一步研究了该合金阵列对燃料甲醇的电催化特性。(1){N i,Cu}(OH)2CO3前驱体纳米线阵列的水热合成,对起始原料的配比、反应时间的精度要求很高,稍微改变原料的配比,前驱体的晶相结构和形貌状态就会被破坏；(2)通过分析不同时间段的反应产物,研究了{Ni,Cu}(OH)2CO3前驱体复杂有趣的生长机理。我们发现,原料中特定量的Ni元素对一维纳米线的定向生长起着很重要的诱导作用；(3)将该前驱体{Ni,Cu}(OH)2CO3置于700℃氮气保护气氛中高温热处理,得到了Ni-Cu合金纳米线阵列。其中,每根纳米线又是由20nm左右的颗粒链接而成,每个合金颗粒中,Cu元素的分布比较均匀,而Ni元素主要集中在颗粒的中部；(4)研究Ni-Cu合金阵列对甲醇的电催化氧化性能,试验结果显示这种独特的纳米线阵列结构的催化速率常数较一般的NiCu合金薄膜有了一定的提高。2.采用上述的水热体系,将{Ni,Cu}(OH)2CO3前驱体纳米线阵列生长到柔性的导电基底Ti片上,再在空气中热处理,即得到了Ni-Cu-O纳米线阵列,并且进一步研究了该复合物阵列的葡萄糖传感特性。(1)热处理的温度选择为350℃,得到的复合氧化物Ni-Cu-O阵列成晶状态良好,结构形貌保持完整,热处理的温度低于350℃时,前驱体不能完全分解；(2)前驱体分别经热处理的温度不同,生成的Ni-Cu-O纳米线的组成颗粒大小也不同,导致传感性能也有一定的区别。我们发现经350℃处理制得的电极,组成颗粒在2nm左右,葡萄糖传感特性最好；(3)将此复合氧化物阵列的探测结果和其他传统的薄膜结果对比,我们发现,此复合阵列除了具有很高的探测灵敏度外,它的抗干扰性和可循环利用性都有了很突出的改善。这主要归功于此材料结构上的高度有序性和两组份间的相互协调作用。3.以合成的C-Zn0纳米棒阵列为模板,经简单的水热处理,合成C@Cu复合纳米管阵列,讨论了其直接用作电极时的葡萄糖传感特性。(1)在水热反应中,参与反应的葡萄糖将cu2+还原成Cu沉积在模板的外层C上,于此同时,反应中间物NH4+会将模板中的Zn0慢慢腐蚀,最后整体呈管状结构的阵列；(2)将其葡萄糖传感性能和类似体系的CNT/Cu,Cu以及Cu0等材料的性能相比较,结果显示,此结构材料具有更高的灵敏度和更好的稳定性。尤其是其负的工作电压可以极大的避免干扰物的氧化,而显示出优异的抗干扰能力。同时由工C材料和1D阵列都具有比较好的电子传输能力,所以它的响应速度也非常的快；4.利用Kirkendall效应制备,合成比表面积达到919.63 m2g-1的ZnO/C复合纳米管阵列。这种有序的大比表面积的阵列结构在催化剂载体方面有重要的研究意义。(1)采用简单的水热反应体系,利用葡萄糖在NH4+环境中生成的有机基团,不需要种晶过程,可以在耐高温的陶瓷基底上一步合成CAM-ZnO核壳纳米棒阵列。此方法还可以推广到其他如Si片,石英玻璃、不锈钢等基底上,可根据应用需求选取适当的基底材料；(2)CAM-ZnO核壳纳米棒阵列置于N2保护的管式炉中,在900度的高温下,热处理120分钟后,速冷却至室温,取出即可得到ZnO／C复合纳米管阵列。在这高温退火过程中,外壳层的C在石墨化的同时会和核壳层中ZnO发生相互扩散,形成很多孔洞。同时ZnO和C发生原位氧化还原反应,生成的Zn随蒸汽挥发而加剧了ZnO和C的相互扩散,当反应进行到一定程度时,迅速冷却即可得到ZnO和C颗粒相互插嵌形成的纳米管阵列。总之,本论文报道了儿种一维纳米复合阵列的合成方法,并重点研究了其在葡萄糖生物传感器、电催化甲醇燃料方面的性能,拓展了有序复合阵列结构在新型前沿领域的应用。