碳纳米材料以及贵/过渡金属纳米粒子具有多种特异的光、电、磁、热、力学和机械等物理化学性能,因而受到广大科学家的广泛关注。迄今为止已经有很多出色的工作将碳纳米材料和贵/过渡金属纳米粒子相结合应用到各个科学领域中。我们通过构建新型贵/过渡金属纳米粒子@碳纳米复合材料,实现对其电化学传感以及电催化的研究。本论文包括以下几个方面:一、我们设计了一种左/右旋-双螺旋碳纳米管@聚吡咯@金纳米颗粒@左/右旋-半胱氨酸纳米复合材料（L/D-DHCNT@PPy@AuNPs@L/D-Cys）用于检测以及识别手性氨基酸,该新型手性氨基酸生物传感界面通过简单且环境友好的策略制备。该生物传感界面具有增强的电导率,灵敏度和手性识别能力,能够同时基于电流比和电位差定量检测及电化学识别外消旋溶液中酪氨酸（Tyr）、色氨酸（Trp）和谷氨酸（Glu）对映体。此外,该手性生物传感系统实现了药片中Tyr的检测。二、我们设计合成了碳量子点（CQD）包裹在超小型铂纳米晶核-壳结构/氮掺杂石墨烯纳米复合材料（CQD@PDA@PtNCs-NGR）的电化学生物传感器,在不使用封端剂,稳定剂和表面活性剂下,CQD充当模板和锚定点合成超小尺寸且分布均匀的PtNC。该电化学生物传感器将高分散性的PtNCs与高比表面积和高电导率的NGR相结合,使其对DNA损伤生物标志物8-羟基-2’-脱氧鸟苷（8-OH-dG）显示出优异的电化学性能。该传感器实现了实际样品中8-OH-dG的检测,并且对8-OH-dG的检测具有线性范围宽、灵敏度高、检出限低等优点。三、我们构建了一种基于氮掺杂石墨烯@氧化铁/氧化铜合金球（NG@Fe₂O₃/CuO alloy ball）的电催化剂。我们通过简单的一步煅烧可以同时实现氮掺杂,氧化石墨烯的还原以及亚铁氰化铜（Cu[Fe（CN）₆]·XH₂O）立方体前体向Fe₂O₃/CuO合金球的转化。NG与Fe₂O₃/CuO合金球之间的协同作用使得该催化剂具有出色的电催化活性,长期耐久性和稳定性。四、我们采取简单的方法制备了钴/碳化铁@氮掺杂空心碳（Co/FeC@NHC）纳米复合材料,该材料具有可调节碳壳厚度的多核壳结构。我们制备了由不同厚度的聚多巴胺（PDA）壳和具有立方形态的双金属基金属有机骨架（MOFs）组成的新型核-壳结构,通过热处理和蚀刻处理形成了均匀分布在中空氮掺杂碳壳中的多个Co/FeC核。我们通过优化得到了具有最佳电催化性能的Co/FeC@NHC-1,该材料对析氧反应（OER）表现出最高的电催化活性,出色的稳定性和耐用性。