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自然资源短缺和生态环境恶化是全人类目前最关心的问题,利用新型清洁能源代替化石燃料生产电能带来的新难题就是电能的有效储存。Co3O4因其高的理论比电容,良好的电化学性能而具有广阔的应用前景。但由于Co3O4自身导电性较差和容易发生体积膨胀,使得实际比电容远低于理论值。因此,本文通过调控Co3O4的微观形貌并与石墨烯复合以改善Co3O4的比电容。另外,NO2对人体和生态环境的危害不容忽视,开发出性能优异的NO2气敏传感器尤为迫切。In2O3以其优异的化学稳定性和热稳定性吸引了科学家的广泛研究。但是,活性材料与基底的结合作用力差和自身的团聚问题阻碍了其实际应用推广。本文采用原位生长的策略构筑特殊形貌的In2O3并与石墨烯复合以克服上述问题。具体工作如下:（1）采用简单的水热法制备Co3O4材料,以Co（NO3）2作钴源并加入CTAB做形貌控制剂时,可形成二维片层高孔隙自分散的纳米“鸟巢”状Co3O4,以其做超级电容电极材料,比电容为65.3 F/g。为了提高比电容,在泡沫镍基底上采用水热法原位生长Co3O4/还原氧化石墨烯复合材料。研究发现:当尿素的量为0.1 mol、反应温度为120℃时可获得具有大量活性位点的Co3O4纳米花,且透明的还原氧化石墨烯薄膜成功覆盖在Co3O4纳米花表面,该复合材料的比电容提高到252.5 F/g。（2）采用溶液法在银叉指电极上原位生长纳米“核桃”状In2O3,研究发现:当In（NO3）2:NH4F质量比为1:3,生长液温度为90℃时,可获得具有大量活性位点的棱柱边缘和沟槽结构。NO2气敏特性研究结果表明,在紫外光辅助照射条件下,纳米“核桃”状In2O3在室温下对50 ppm NO2的响应值可以达到219,响应恢复时间分别为89 s和80s。采用水热法在In（NO3）2:NH4F质量比为1:3,水热温度为120℃时可获得In2O3纳米“面包”状结构,该结构表面具有均匀且丰富的孔隙。In2O3纳米“面包”在工作温度为100℃时对50 ppm NO2响应值为493,响应恢复时间分别为3 s和5 s,同时对NO2具有很好的气体选择性和重复性。实验结果表明:In2O3的微观形貌、工作温度和紫外光照等对气敏传感器的性能均起到决定性的作用。（3）利用水热法制备In2O3和石墨烯的复合材料,石墨烯将In2O3成功包覆形成“三明治”结构。石墨烯/In2O3/石墨烯复合材料的气敏性能表明:当工作温度为150℃时复合材料对50 ppm NO2的气敏响应值从纯石墨烯的4.7提升至18.4,复合材料的气敏响应恢复时间从单纯石墨烯的52 s、283 s缩短为复合材料的13 s、69 s。复合材料气敏性能提高的原因是石墨烯和In2O3之间形成了异质结,In2O3有效阻止了石墨烯的团聚,为目标气体的吸附提供了更多的高反应活性位点。