本论文的工作旨在以尝试解决新能源与材料基础问题为出发点,以构建具有先进功能优势的微纳材料为目标,通过设计合适的化学反应路径通过简单的溶剂热合成法得到钒酸盐及其石墨烯复合微纳材料可控合成,对产物的晶体结构,电子结构与其性能的相关性进行了分析,并考查所得到的钒酸盐及其复合物的电磁性质及在储能方面的应用。本论文的主要内容归纳如下：1.以合成具有可调电性能的钒酸盐与石墨烯的ABAB型插层复合物为目标,利用石墨烯水溶胶为原材料,首次采用溶剂热原位合成方法合成钒酸盐-石墨烯复合物微纳结构的制备。在本文中,我们利用简单的溶剂热方法合成片层状的钒酸锂-石墨烯插层化合物为前驱物,通过在水溶液中超声剥离的方法获得了超薄钒酸锂-石墨烯插层纳米片。该复合物具有一种奇特的类似锂离子电池的摇椅构造,通过理论计算发现该复合物的石墨烯层载流子类型随着夹层中锂离子位置的变化而改变,因此我们将这种新的钒酸锂-石墨烯复合物采取层层叠加的方式做成晶体管模型,在外电场的作用下通过外电场的作用实现夹层锂离子的来回摇摆,从而实现了该复合物的电性能调制。2.首次合成了一种具有稀磁半导体性质的钒酸银纳米环。本文中通过高温水热合成途径获得了具有层状晶体结构的Ag1.2V3O8纳米带,并且部分纳米带在自身极性的的作用下,自卷曲为纳米环结构。该物质作为一种非传统的磁性材料,具有室温弱铁磁性质。通过XAFS研究我们揭示了该铁磁性的来源,即掺杂的Ag+与V4+中间的杂化,导致了局域范围内的电子转移引起了局域范围内磁矩的有序排列,从而引起了该物质的内在磁性。该稀磁半导体纳米环结构在自旋电子器件等领域有潜在的应用前景。3.以研究磁热关键问题及开发新的磁热效应材料为出发点,用简单的溶剂热合成的方法得到了一种新的石墨烯插层钒氧化合物,这种化合物在接近室温附近有一级可逆相变行为,并且伴随着磁化率、电导率、红外透过率的急剧变化。我们通过表征分析,发现该插层复合物的钒氧层具有类似单层V02(B)的VO6八面体堆积方式,并且这个层间的钒氧层表现出类似V02(R)的高对称性结构,具有等长的V-V键长,且V-V键长接近V02(R),可发生类似V02(M)到V02(R)由于V-V键的分化导致的一级相变,该一级相变的过程中伴随着较大的磁熵变,因此具有室温附近可逆一级相变导致的磁热效应。通过研究分析,我们得到结论,即晶体结构转变造成的磁熵变与单纯的石墨烯磁变化导致的磁熵变共同作用,有助于提高磁熵变,从而得到具有更好的磁热效应的石墨烯复合磁热材料。4.以解决水相锂离子电池比容量及循环性问题为出发点,用简单的溶剂热反应法合成了具有典型层状结构的LiV2O5纳米片,并将该材料作为水相锂离子电池的正极材料,用片层状的石墨作为负极材料,研究了水相锂离子电池的反应机理。我们通过对不同充放电状态的电极材料进行了细致的表征和分析,提出了电极反应的电化学机理,并且对电池的循环性性能做了初步的探讨。该水相锂离子电池显示了较好的比容量及循环性质,揭示了影响水相锂离子电池性能的因素,为更好地解决水性锂离子电池的基本问题提供了思路。