科技迅猛发展，为人类社会的发展和文明的进步提供了巨大的推动力，但随之而来的环境污染和能源短缺等问题也困扰着人类更高层次的进步。检测及去除水环境污染物，发展高效的能源存储设备迫在眉睫。本论文的主要内容是研究三种基于过渡金属和二维碳材料复合物的制备，并探讨其对水环境中有机污染物的检测性能以及作为超级电容器的储能性能。具体如下:
　　1.采用水热法成功制备了3DAgInS2/rGO。rGO和AgInS2晶体的杂化，使得AgInS2/rGO的电导率有了很大的提高。SEM、BET、XRD、XPS、Raman和电化学测试的物化表征表明AgInS2/rGO/GCE对4-NP具有良好的传感性能和特异性检测。AgInS2/rGO/GCE传感器表现出具有宽的线性范围(1.43-2696.14μM)和低的检出限(78.2 nM)，低于欧盟检测标准。同时，AgInS2/rGO/GCE电极在对于自来水和江水等实际水体的检测中也具有优异的检测结果。由于此传感器易制备、易操作、高灵敏以及检测的高效性，使其对自然环境痕量4-NP的检测具备很好的应用前景。
　　2.采用Mn2+溢出法成功制备了空心结构的杂化HRb-NiHCF/g-C3N4，并将HRb-NiHCF/g-C3N4修饰到NF上形成电极。结果表明由于PBA中空介孔纳米盒结构和g-C3N4的加入，该电极表现出优异的电化学性能。在1Ag-1的电流密度下达到为787.5Fg-1的比电容，在10A/g的电流密度下，5000次循环后得到90.1％良好的循环稳定性。此外，还构建了HRb-NiHCF/g-C3N4//ACSASC器件装置，达到46.9Whkg-1的高能量密度和11.3kWkg-1的高功率密度，在2000次循环后电容保持率为80%。机理分析表明，超级电容器具有k+插嵌/脱嵌储能机制，这种介孔空心PBA纳米盒/g-C3N4杂化材料在高性能超级电容器的应用中具有较高的潜力。
　　3.通过水热和煅烧法将制备的CoHCF和GO复合，成功合成CoHCF/GO-0.1纳米杂化材料。成功制备出了CoHCF/GO-0.1/NF复合电极以及CoHCF/GO-0.1/NF//CoHCF/GO-0.1/NF柔性可穿戴全固态对称超级电容器装置。结果表明GO的成功杂化使得复合材料CoHCF/GO-0.1内阻减小，加快了电子在活性材料上的传递速率，提高了电极的电化学性能。在电流密度为1A/g和1mA/cm2时表现出410.9F/g以及544.4mF/cm2的高比电容值。同时，制备的柔性可穿戴全固态对称超级电容器在1351.0Wkg-1的情况时达到最大能量密度(E)为37.19Whkg-1。在10A/g电流密度及10000次充放电循环测试下，得到98.89%的优良比电容持有率，证明了该超级电容器的高寿命。LED指示灯的稳定工作以及可穿戴测试均说明实验制备的CoHCF/GO-0.1/NF//CoHCF/GO-0.1/NF全固态对称超级电容器具有优良的应用前景。