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纳米技术的发展为新型材料的研究开辟了新的方向。过渡金属氧化物纳米材料由于价格低廉、易于制备、结构性质多变等优点，有着非常广阔的应用空间。最近，已有大量的研究工作集中于此领域，以期对材料的组成和形貌实现可控化。探索和发展简单的方法制备过渡金属氧化物纳米材料并研究其性质，对于推动纳米结构过渡金属氧化物材料的实际应用有着重要的意义。为此我们开展了一系列的研究工作，具体包括以下几个部分: 1.采用一种简单的方法，以普鲁士蓝(PB)作为前驱体，成功制备了分层结构的CoxFe3-xO4纳米立方(CF纳米立方)。该材料的制备包括两步，首先通过预先合成的PB纳米立方与CoCl2在水浴中反应得到分层结构的Co-Fe普鲁士蓝类似物(CoFe-PBA)，随后将CoFe-PBA在空气中锻烧使之转化为CF纳米立方。分层结构的CF纳米立方中Co、Fe以及O元素在整个立方结构中的分布均匀，并且材料有着较高的比表面积。用CF纳米立方作为模拟酶构建了一个有效且简单的比色传感体系来检测H2O2和葡萄糖。在催化过程中，较大的比表面积增加了反应活性位点，同时Co Fe的协同作用增强了材料的催化性能。结果表明，经过了10次循环后，CF纳米立方仍保留了85％的催化活性。在最优条件下，该方法对H2O2检测的线性范围是1～60μmol/L，检测限为0.36μmol/L。检测葡萄糖的线性范围为8～90μmol/L，检测限为2.47μmol/L。分层结构的CF纳米立方展现出来的良好稳定性和较低的检测限，结合材料具有较低的合成成本，使其有望作为生物催化剂在医药和生物技术中得到广泛的应用。 2.采用简单的方法，以另一种方法合成的PB为前驱体，利用PB纳米立方与CoCl2在水浴中反应，得到了Co3O4修饰的PB纳米粒子(PB@Co3O4)。研究发现，合成PB前驱体方法的改变，对实验结果产生了重要的影响。首先，在该部分工作中水浴合成的产物是PB@Co3O4，而非CoFe-PBA（第一部分工作）。其次，合成的PB@Co3O4纳米粒子同时存在类似过氧化物酶和氧化酶的性质。我们利用PB@Co3O4纳米粒子的模拟氧化酶性质，采用一种简单的比色方法来检测谷胱甘肽(GSH)。结果表明，该方法检测GSH的线性范围是0.1-10μmol/L，检测限是0.021μmol/L。该体系不仅在检测水溶液中的GSH时有较高的灵敏度和较好的选择性，而且可以检测血清样品中的GSH。这些结果表明该复合材料在生物分析和生物检测方面具有潜在的应用价值。 3.采用简单的方法，以MnOOH为模板合成了MnCo2O4.5纳米片修饰的MnOOH纳米棒的杂化材料。首先，通过水热法合成了MnOOH纳米棒。随后，通过水浴反应合成了分层结构的MnCo2O4.5/MnOOH杂化材料(MC杂化材料)。在反应过程中，MnOOH纳米棒不仅作为反应模板，同时作为Mn源参与生成MnCo2O4.5。MC杂化材料存在的分层结构，使其具有较大的比表面积，可以在催化反应过程中提供较多的活性位点。以该材料作为基础，研究了材料催化降解水中污染物亚甲基蓝(MB)的能力。而当反应温度为80℃时，溶液中同时加入MC杂化材料和H2O2后，MB在15分钟内基本降解完全。当反应温度由50℃升高到80℃时，MC材料催化MB的降解速率大概增加了10倍。MC杂化材料催化MB降解的表观活性能大约为58.01 kJ/mol，这个值低于MnCo2O4纳米材料(72.24 kJ/mol)作催化剂时的活性能。这表明MC杂化材料有比MnCo2O4更高的反应活性，更适合作为催化剂应用于实际染料的降解。