新材料的发现与发展在改善人类生活和科学技术进步中发挥着重要作用。石墨烯的出现在材料科学领域引发了一场空前的变革。与其他材料相比,二维材料在光学、电学、力学和热学等领域具有许多独特的性质,为能源、催化、集成电路、复合材料以及量子通信等关键领域的发展起到了重要的推动作用。研究人员发现,高质量的二维材料不仅有助于提升相关领域的应用性能,而且对于二维极限下新奇物理现象的探索至关重要。在二维材料的制备方法中,化学气相沉积（CVD）法最有望实现二维材料的大规模低成本制备。本论文发展了高质量二维材料的可控CVD生长策略,并探索了制得的二维材料的性质与应用,主要研究内容和结果如下:（1）采用CVD法生长得到了高质量单层的石墨烯单晶。经过对生长的石墨烯单晶进行详细的表征,我们发现这种方法制得的石墨烯单晶缺陷极小且层数均匀。通过选择合适的生长参数,我们在液态Cu表面生长出了毫米级尺寸的石墨烯单晶。同时,这种液态金属CVD策略有望应用于其他高质量二维材料的大面积生长。（2）通过CVD法以镍泡沫为生长基底获得了石墨烯泡沫。在这种具有多孔结构的石墨烯泡沫表面,我们实现了Ni5P4纳米团簇/Ni Co2O4纳米片的生长,并探索了其作为电催化析氢催化剂的应用前景。结果表明,石墨烯泡沫的强稳定性、高比表面积和高导电性使得这种复合材料具有更加优异的电催化性能。由此我们认为这种石墨烯泡沫结构也能在其他许多领域如能量存储和能量转换中有所应用。（3）采用CVD法生长得到了二维锑烯氧化物。通过对该方法生长的二维锑烯氧化物的详细表征,我们证实了它具有很好的结晶性以及极高的质量。借助掠入射X射线衍射技术和扫描透射电子显微技术,我们解析出了二维锑烯氧化物的精确结构。此外,借助导电原子力显微镜,我们发现这种二维锑烯氧化物具有优异的绝缘性,其介电常数约为100,击穿电压约为5.7 GV·m-1。这种CVD策略也可用于其他元素烯及其氧化物的生长,由此为拓宽元素烯及其氧化物在众多新兴领域的应用开辟了新途径。（4）采用CVD法生长得到了二硫化铼/二硫化钨垂直异质结。具体来说,我们利用液态金中的原子空位来容纳和提供原子级Re和W前驱体,摒弃了过渡金属氧化物前驱体的使用由此避免了氧化物残留。基于Re和W原子在Au（111）表面上的吸附能量之间的差异,我们实现了100%堆垛的过渡金属二硫属化合物（TMDCs）垂直异质结结构。之后我们对生长得到的二硫化铼/二硫化钨垂直异质结进行了详细的表征,证实了其具有洁净的界面和超高的堆垛率。此外,相比单独的二硫化铼或二硫化钨,异质结具有更加优异的电学以及催化性能。这种CVD策略有望实现其他TMDCs及其垂直异质结的大规模制备,这对TMDCs的基础研究和实际应用的发展至关重要。（5）通过CVD法实现了二维垂直异质结的去组装。基于CVD法生长得到的二硫化铼/二硫化钨垂直异质结,我们使用Te作为催化剂来减弱它的层间范德华作用,进而实现了TMDCs异质结的去组装。之后,我们借助原位表征和理论计算阐明了二硫化铼/二硫化钨垂直异质结的去组装机理。基于去组装过程的关键因素,我们发现这种去组装策略可适用于其他二维垂直异质结,如二硫化钨/石墨烯异质结。这种去组装策略避免了常用的激光辐照或等离子体刻蚀法对二维垂直异质结造成的破坏,因而有望应用于器件中的二维材料的编辑和擦除。