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随着环境污染和能源危机问题不断加剧,人类对环境友好型的吸附材料和高效储能材料的需求日益增加。层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides,简称LDH）,是一种由不同金属基氢氧化物组成的具有层状微观结构的粘土类材料,由于其独特的层状结构、层板金属离子可调和层间阴离子可交换的特性,使LDH在催化、药物传载、污染物吸附、电化学等许多领域得到广泛应用。鉴于NiCo-LDH易于制备、比表面积较大、氧化还原活性高、稳定性强等优点,本文以NiCo-LDH为研究对象,通过水热法制备了NiCo-LDH三维花状微球及NiCo-LDH/Ag纳米线、NiCo-LDH/石墨烯（Gr）两类复合材料,采用多种微观分析与检测手段,对样品的结构、表面形貌、成分、比表面积、孔径等进行了表征,较系统和深入地研究了吸附有机染料甲基橙（MO）及电化学性能,并将纳米复合电极组装为非对称超级电容器（ASC）,研究其电化学性能与实际应用情况。主要研究结果如下:（1）通过简便环保的水热法,利用六次甲基四胺（HMT）的水解作用,合成了不同Ni/Co比例的三维花状NiCo-NO3-LDH微球。发现:花状NiCo-LDH微球的直和纳米片厚度分别为5-6μm和25 nm。（2）研究了Ni/Co比、pH、温度及溶液浓度对NiCo-LDH花状微球MO吸附性能的影响,对吸附等温线、热力学、动力学模型和吸附机理进行了分析,发现:在Ni/Co=1:1、pH7和高温（15-55℃）环境下,NiCo-LDH吸附MO的性能最佳。Ni1Co1-LDH微球的花状多孔的结构,使其吸附平衡时间缩短至5-50 min,最大MO理论吸附量高达497 mg g-1,明显高于传统吸附剂和块状LDH材料。其中,吸附过程主要是受化学反应控制的单层吸附;吸附主要来源于LDH的表面吸附和阴离子交换的协同作用。（3）采用溶剂热法制备了高长径比的Ag纳米线（长几微米,直径约100 nm）;并用浸渍提拉法将其附着于泡沫镍（NF）基底上;最后通过水热法在其表面生长NiCo-Br-LDH纳米片,制得NiCo-LDH/Ag/NF电极。发现:Ag纳米线的掺入,使LDH纳米片的厚度减薄（30 nm减小至15 nm）,电荷传输速率加快和电化学反应活性位点增加,从而使NiCo-LDH/Ag/NF复合电极的比电容(5 A g-1时,高达2920.6F g-1,约为NiCo-LDH电极的1.4倍)、倍率特性和循环稳定性（2000次循环后,保持率89.8%）得到明显改善。此外,以NiCo-LDH/Ag/NF为正极和活性炭（AC）为负极材料构建的非对称电容器,具有高功率密度、能量密度(800 W kg-1时,42.9 Wh kg-1)及良好的电化学稳定性。用此电容器充电1 min可将绿光LED点亮超过3 min,具有潜在的实用价值。（4）采用化学气相沉积法（CVD）,在泡沫镍基底上,生长了不同形貌的Gr（薄膜GF和纳米墙GW）。采用水热法分别在NF、GF/NF和GW/NF基底上生长NiCo-LDH纳米片阵列,获得了三维多孔的NiCo-LDH/NF,NiCo-LDH/GF/NF和NiCo-LDH/GW/NF复合电极。（5）由于导电性、孔隙、比表面积的改善,NiCo-LDH/GF/NF复合电极展现出最优的电化学性能,其最大比电容高达2690 F g-1(5 A g-1),约是NiCo-LDH/NF(2116.7 F g-1)的1.3倍和NiCo-LDH/GW/NF(2236.9 F g-1)的1.2倍,且其倍率特性(30 A g-1,比电容仍为1584 F g-1)和循环稳定性较高。此外,以NiCo-LDH/GF/NF为正极,活性炭（AC）为负极材料制得的NiCo-LDH/GF//AC非对称电容器,具有高的功率密度、能量密度(800 W kg-1时,50.2 Wh kg-1)及良好的电化学稳定性。本文通过简单的水热法合成了NiCo-LDH及其纳米复合材料,并初步探讨了其在污染物吸附及超级电容器方面的应用。这些研究结果为制备LDH基的高效吸附剂和新型高性能储能器件及拓宽LDH的应用等方面提供了重要的参考价值。