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本文主要合成了四羧基苯基铁卟啉-石墨烯（FeTCPP-GR）、铁卟啉-掺钨二氧化钛(FeTCPP-Ti0.7W0.3O2)和石墨烯-掺钨二氧化钛(GR-Ti0.7W0.3O2)三种纳米复合材料，并将这些复合材料通过不同的方式修饰于玻碳电极上，分别用于氧气，过氧化氢及葡萄糖的催化反应中。主要工作如下：（1）通过π-π作用等非共价键的方式将四羧基苯基铁卟啉（FeTCPP）大环分子组装在还原的氧化石墨烯的表面，制备了FeTCPP-GR纳米复合材料。利用紫外-可见吸收光谱（UV-vis）及傅里叶红外光谱（FT-IR）对纳米复合材料进行了表征。采用滴涂法将FeTCPP-GR修饰于玻碳电极（GCE）上，利用循环伏安法（CV）在中性介质中研究了复合材料对氧气的电催化还原性能。比较了FeTCPP修饰电极和FeTCPP-GR纳米复合材料修饰电极分别对催化氧气还原反应的电化学性质，实验结果表明两种修饰电极反应表现出不同的反应机理，铁卟啉催化氧气还原为两电子两步还原过程，FeTCPP-GR纳米复合材料催化氧气还原为直接一步四电子还原过程。基于FeTCPP-GR纳米复合材料对氧气良好的催化还原性能，制备了氧气传感器，传感器对氧气检测的线性范围为0.627～6.27mg/L (R=0.997)，检出限为0.13mg/L (S/N=3)。FeTCPP-GR纳米复合材料修饰电极在碱性对氧气的还原也具有良好的催化性能，采用线性扫描伏安曲线法（LSV）研究了不同温度热处理的FeTCPP-GR纳米复合材料对氧气的催化，结果表明800℃处理的复合物催化氧气还原反应的起始电位最低，催化效果最好。时间-电流（i-t）曲线显示出热处理后的催化剂对氧气催化还原具有良好的稳定性。（2）通过静电吸附的方式在金红石相掺钨二氧化钛（Ti0.7W0.3O2）表面组装了铁卟啉(FeTCPP)大环分子，合成了具有仿生功能的FeTCPP-Ti0.7W0.3O2纳米复合材料，并采用滴涂法将其修饰于玻碳电极上，制备了一种新型的H2O2传感器。采用用循环伏安法（CV）和时间电流法（i-t）研究了传感器对H2O2的电催化还原性能。结果表明该传感器对H2O2催化的还原电位为-0.182V，与FeTCPP修饰电极催化H2O2还原的电位-0.29V相比正移了108mV，显示出更好的催化性能。在5×10-7mol/L～1.2×10-5mol/L范围内H2O2的浓度与电流响应呈线性关系，检测限为1.1×10-8mol/L(S/N=3)。（3）采用滴涂法和电化学还原法制备了GR-Ti0.7W0.3O2复合物膜修饰电极，将葡萄糖氧化酶（GOx）固定于修饰电极表面构建了葡萄糖生物传感器，并研究了GOx的直接电化学以及构建的传感器在氧气存在下对葡萄糖的检测。结果表明GR-Ti0.7W0.3O2复合物膜能很好的保持GOx的结构和生物电催化活性，促进其直接电子传递并且对葡萄糖的氧化有良好的催化作用。GOx在修饰电极上的电子转移速率常数ks为2.11s-1，检测葡萄糖的线性范围为0.1～10mM（R2=0.992），检出限为0.014mM（S/N=3）。该传感器具有良好的稳定性、选择性、检测线性范围宽，可用于人体血糖样品的分析和检测。