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纳米碳和离子液体复合材料代表了一类新型的先进材料，因其具有各种优良性能而被应用到各种领域。它们特殊的性质来源于二者的协同效应，可以被开发作为电化学和储能的器件，作为催化剂的载体和一些聚合复合材料的填料。基于离子液体和纳米碳之间的特殊作用力，纳米复合材料的表面性质可以被很好地调控，进而满足各种需求，并可以很好地分散到不同的溶剂，解决碳材料的分散问题。这里，主要采用一些新思路得到表面只有少层离子液体的离子液体和纳米碳的复合材料，并在这些材料的基础上加以修饰，赋予它们特殊的催化性能。具体细节如下: 1)基于离子液体在低压条件下的挥发性，制得了一种新的纳米层级的离子液体和多壁碳纳米管的主客体复合材料。所得材料形态为固态，整个处理过程为物理过程，因此不会破坏碳材料的性能，而且使用过程中过量的离子液体都可以回收，提高应用效率。在获得的主客体材料当中，离子液体层数可调控，薄层离子液体与碳纳米管的作用也因为其固体的形态而方便考察。通过不同的表征手段，检测了复合材料中各种材料的细微变化，给出二者之间的作用力。复合材料既可以用于碳催化也可以用于离子液体催化。我们以液相反应为例，考察了其在催化过程中的优势。 2)利用离子液体在低压力条件下相对较高的饱和蒸汽压，可以对纳米碳和离子液体复合胶体中的离子液体进行逐层剥离。在剥离过程中，引入了一种含钨的多金属氧酸盐1-辛基-3-甲基咪唑磷钨酸盐(OPW)到非均相的碳纳米管表面。实验过程中，OPW可以单分子分散到浓缩的离子液体层，离子液体之间的氢键网络可以阻止它们在加热剥离过程和催化反应过程的团聚。另外，碳纳米管之间的强π-π堆积作用可以被其表层的离子液体屏蔽，阻止了碳纳米管的再次团聚。这里选用二苯并噻吩的氧化作为探针反应，复合催化体系兼具了均相催化和非均相催化的优势，不仅体现出良好的催化活性而且容易回收。回收使用的催化剂其活性没有任何降低。 3)给出了离子液体与纳米碳材料的界面组合形式。通过纳米碳与离子液体之间的相互作用产生对离子液体的表面诱捕效应和排列的效应，通过剥离调节离子液体层数至少层。经过后续的处理，可以得到不同的表面性质。被诱捕的离子液体是本身不能发生碳化的离子液体，而在纳米碳的表面，成碳过程得以发生，进而得到表面含有不同杂原子的碳表面。杂原子最终被确认存在于离子液体衍生碳的石墨六元环内。通过对碳化过程条件的改变，复合材料的表面性质也可以相应改变，因此使其具有可设计性。 4)离子液体阳离子与石墨六元环之间的强相互作用力使其可在液相条件下在纳米碳材料表面富集。这里我们通过一种溶剂挥发自组装的方法在碳纳米管表面富集一层可聚合的离子液体。通过后续的聚合过程，形成聚离子液体与碳纳米管的复合材料。聚离子液体可以很好的解决碳纳米管在各种溶剂中的分散问题。得到的复合材料在非金属催化体系效果良好。离子液体具有螯合位点，通过螯合不同的金属离子，可产生各种不同的优良性能。