能源危机和环境污染是当前全球面临亟待解决的两大主要问题。本论文以多功能材料水滑石（LDHs）为基础的新型复合材料，采用简单、可行的合成方法制备出水滑石基纳米复合材料，并分别成功应用于超级电容器电极材料及重金属吸附剂方面。利用X射线的衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HR-TEM）、磁性测试、元素分析和电化学测试等手段对材料的组成结构、吸附性能、电容性能等进行了研究。主要的研究内容如下：（1）以颜料普鲁士蓝（Fe₄[Fe（CN）₆]₃）与硝酸钴通过共沉淀方法合成出CoFe-水滑石，将其在氮气保护下焙烧后，得到一种具有含碳、层状结构的复合金属氧化物。超级电容性能的测试表明，该金属氧化物复合结构具有着较为优异的电容性能（比电容为528.89F/g）。此外，还以CoFe-LDH为前驱体，通过碳包覆和焙烧，得到Co/CoO/CoFe₂O₄/碳复合结构。超级电容性能的测试表明，该复合物具有优良的电容性能（比电容为337.61F/g）。（2）通过简易、可行的方法对CoFe-LDH进行碳包覆，将材料焙烧后，成功合成出一种由碳包覆的金属氧化物及尖晶石/碳的复合物。超级电容性能测试结果表明该复合物具有良好的电容性能。（3）以四氧化三铁微球为模板，采用共沉淀法（双滴法）制备出具有花状形貌的MgAl-LDH/Fe₃O₄复合微球。利用水滑石本身的“焙烧再水合”的特点，将该核壳结构磁性复合物焙烧后用于处理水中重金属离子Cr²O₇^2-的吸附。吸附测试结果表明，该磁性复合物有着良好的吸附性能，同时复合材料在吸附Cr²O₇^2-后具有可磁性回收的特性。