扩散是控制物理化学过程的重要因素之一，通过设计材料的宏观/微观结构，缩短内扩散路径可以有效的提高扩散动力学，从而加快物理化学反应速率。本文通过静电喷雾结合定向冷冻干燥的方法，制备一系列具有中心发散微通道或多孔结构的微球，以实现快速的离子传输:　　1.通过静电喷雾结合冷冻干燥的方法制备氧化石墨烯/壳聚糖复合微球。微球表面构筑蜂巢-蛛网结构，内部具有类蒲公英的中心发散微通道结构。所制备的吸附剂对金属离子和阴阳离子染料均具有较高的吸附容量和很快的吸附速率。对于Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的吸附容量分别高达747.5和584.6mg g-1。另外，微球吸附剂对于所研究的大多数污染物在20min内可以达到吸附平衡，具有快速吸附的特性。　　2.通过800℃热处理氧化石墨烯/壳聚糖和氧化石墨烯/多巴胺复合微球，得到还原氧化石墨烯微球。由于疏水性和π-π共轭作用，微球对于多种油和有机溶剂都有较高的吸附容量，N掺杂能够进一步提高对带苯环污染物的吸附容量。利用燃烧法对吸附剂进行回收，在经过10次吸附-燃烧循环后，吸附容量没有明显衰减。　　3.通过H2气氛中高温热处理，得到具有N掺杂碳增强导电性的TiO2纳米线/RGO微球。RGO纳米片由于π-π作用构筑起3D多孔结构，大大促进电解液对电极的浸润，同时利于电子在电极中的传输;微球中的TiO2纳米线形成互穿网络，防止纳米结构在脱锂/嵌锂过程中的团聚问题，同时为Li+提供直接/快速的离子传输路径。所制备的3D TiO2/RGO复合微球有良好的倍率性能和循环稳定性，10C下经过1000圈长循环后，微球电极的容量为133.4mAh g-1，容量保持率高达70％。此3D TiO2/RGO复合微球电极在高性能储锂方面有良好的应用前景。