金属氧化物纳米复合材料具有良好的电化学性能,作为电极材料在电化学传感器、燃料电池催化剂、超级电容器和锂离子电池等领域显示了良好的应用前景。由于电极材料的结构敏感性,控制合成具有特定结构、形貌和尺寸的金属氧化物纳米复合材料对于提高材料的电化学性能至关重要。本论文分别制备了三种金属氧化物纳米复合材料,对材料的制备方法、结构和电化学性质,及其在电化学传感器和燃料电池催化剂中的应用分别进行了研究。主要研究成果如下：(1)将金纳米粒子沉积在二氧化钛-石墨烯载体上制备出Au-TiO2/GR纳米复合材料。通过X-射线衍射和透射电镜对Au-TiO2/GR的结构进行了表征。TiO2/GR载体显著增强了Au纳米粒子对H2O2和NADH电化学氧化的催化活性。Au-TiO2/GR修饰电极对H2O2和NADH表现出良好的电化学传感性能,对H2O2和NADH检测的线性范围分别为10-200μM和10-240μM,检出限分别为0.7p.M和0.2μM。(2)以二氰二胺作为水解剂,聚乙烯吡咯烷酮作为软模板,采用一步水热法合成出具有核-中空壳结构的CuO介孔微球。通过X-射线衍射、扫描电镜和N2吸附对CuO微球的结构,形貌和孔结构进行了表征。与简单空心结构的CuO微球相比,核-中空壳结构极大的增强了对葡萄糖电化学传感性能。该CuO微球修饰电极对葡萄糖检测的线性范围宽(0.005-7.95mM)、灵敏度高(622.2μA mM cm-2)、检出限低(1μM)。(3)以二氧化钛和三聚氰胺为原料通过高温煅烧制备了TiO2-C纳米复合材料,并做为载体制备了Pd/TiO2-C催化剂用于甲酸的电催化氧化。通过X-射线衍射、透射电镜等对Pd/TiO2-C催化剂的结构进行了表征。电化学测试表明,该Pd/TiO2-C催化剂具有较大的电化学表面积,对甲酸的电催化氧化显示出了较强的催化活性和稳定性。