随着社会与经济的发展,环境污染问题越来越严重。其中,水体重金属污染已经成为了世界性的污染问题,严重威胁着人类的身体健康。对水体中的重金属离子进行实时、快速、准确的检测已经成为了世界上亟待解决的问题。因此,实现对水中重金属的浓度的高灵敏度、低检测限、高选择性的检测,以及正确评估水环境污染状况、预估饮用水中的重金属含量意义重大。在重金属离子的检测技术中,电化学检测方法因为其检测快速、准确、实时、抗干扰等特点脱颖而出。金属氧化物是一类低毒、高催化活性、高导电性的纳米材料,吸引了电化学工作者的广泛专注并将其应用于电化学传感器的构建中。经过复合以及表面修饰等手段合成的金属氧化物复合材料既保持了原有的良好的生物相容性等优点,又能获得更大的比表面积及较多的电化学活性位点。本论文以金属氧化物为基础,合成了一系列的金属氧化物复合材料,并探讨了其在电化学检测重金属离子中的应用。1.基于Fe₃O₄@PANI纳米复合材料的电化学传感器用于灵敏检测Pb²⁺在这项工作中,开发了一种易于操作的电化学传感器,用于定量检测Pb²⁺。核壳型四氧化三铁@聚苯胺（Fe₃O₄@PANI）纳米粒子被用作电极材料用来修饰玻碳电极作为检测Pb²⁺的平台。Fe₃O₄纳米微球具有大的比表面积,为重金属的吸附与富集提供了更多的结合位点。PANI作为具有优异电子传导性的导电聚合物,表面含有大量的氨基和亚氨基,不仅可以提高检测过程中的电子传输速度,还可以与铅产生良好的螯合作用,从而提高了检测的灵敏度。在最佳实验条件下,该传感器对Pb²⁺的检测限为0.03nmol·L^-1,检测范围为0.1-1.0×10⁴ nmol·L^-1。同时,利用Fe₃O₄@PANI构建的传感器操作方便、快捷,在稳定性、重现性及离子干扰性方面表现良好,并且该传感器在实际水样的检测中取得了令人满意的检验结果,在实际样品检测方面具有潜在的应用价值。2.基于RGO/Co₃O₄构建电化学传感器用于对Cu²⁺的定量检测通过共沉淀法合成了多级多孔的RGO/Co₃O₄,并用作电极材料来改性玻碳电极,构建电化学传感器用于对水样中Cu²⁺的定量检测。在这项工作中,Co₃O₄在氧化石墨烯被还原的同时负载在还原氧化石墨烯上,形成了RGO/Co₃O₄多层多孔的形貌,不仅解决了Co₃O₄尺寸较小易于团聚的问题,同时使RGO/Co₃O₄具有更大的比表面积及更好的导电性,从而表现出更优良的电化学性能。在最佳实验条件下,所设计的传感器对Cu²⁺的检测限为0.3 nmol·L^-1,检测范围为1 nmol·L^-1至1μmol·L^-1。表现出较好的稳定性、重现性及离子干扰性,并在实际应用中具有一定的应用前景。3.基于RGO/SnO₂/Au NPs复合材料的电化学传感器用于灵敏检测Pb²⁺首次提出了基于RGO/SnO₂/Au NPs复合材料构建电化学传感器用于灵敏检测重金属离子Pb²⁺。采用改进的Hummer’s法合成了氧化石墨烯,氧化石墨烯大的比表面积为SnO₂和Au NPs的固定提供了更多的结合位点,并利用SnO₂的还原性使氧化石墨烯被还原的同时在表面负载SnO₂及Au NPs。SnO₂和Au NPs纳米粒子具有高的导电性,并且Au NPs可以捕获更多的金属离子。RGO/SnO₂/Au NPs复合材料通过对重金属离子的吸附和螯合作用实现了对水样中Pb²⁺的灵敏检测。在最佳条件下,RGO/SnO₂/Au NPs传感器对Pb²⁺展示出较低的检测限(0.3 ng·mL^-1)。制备的重金属传感器具有杰出的稳定性、重现性以及抗离子干扰性,具有实际应用潜力。