由于具有独特的物理化学性质,二维材料,例如石墨烯、二维BN、黑磷、二维过渡金属碳氮化物（MXene）和过渡金属硫化物（TMDS）等,受到了研究人员的广泛关注。其中,MXene是一类性能优异的二维纳米材料,在能源材料、环境技术、光电子器件等领域具有广泛应用前景。本论文围绕着MXene/MoS2纳米复合材料的设计、制备以及相关性能展开了研究工作。通过实验研究了MXene以及MXene/MoS2纳米复合材料在光催化降解有机污染物、电化学析氢（HER）和超级电容器储能等方面的性能;并通过密度泛函理论（DFT）计算研究了MXene/MoS2异质结结构光催化全解水的性能。本论文的主要内容如下:采用原位水热法制备了Ti3C2/MoS2复合材料,通过XRD、SEM、TEM和BET等研究了制备的复合材料的物相组成与微观结构,并阐明了Ti3C2/MoS2复合材料在可见光照射下降解罗丹明B（Rh B）的性能和电化学析氢性能。实验结果表明,在Ti3C2/MoS2复合材料中,MoS2产生的光生电子在内建电场的作用下转移到Ti3C2,从抑制了的电子-空穴对的复合,并进一步提高了光催化降解效率。在MoS2和Ti3C2之间形成的异质结构界面可以提供更多的活性位点以增强其电催化活性。为了更快速准确地寻找到高效、稳定的光电催化材料,通过DFT计算,系统研究了二维M2CO2-II/MoS2（M=Ti,Zr,Hf）范德华双层异质结和三明治状异质结的几何结构、稳定性、电子性质、光学性质和载流子迁移率。热力学稳定的异质结结构具有适合于水分解的能带结构。二维M2CO2-II/MoS2是II型异质结结构,这种结构有利于载流子的空间分隔,以及在单层之间构建内建电场,从而可以有效地抑制光生电子-空穴对的复合。Zr2CO2-II/MoS2和Hf2CO2-II/MoS2异质结构的光吸收效率得到显著提高。Zr2CO2-II/MoS2和Hf2CO2-II/MoS2异质结构中的载流子迁移率也得到极大提高。Ti2CO2-II/MoS2异质结结构的空穴迁移率与石墨烯和BP相当。这些结果表明,设计的M2CO2-II/MoS2异质结结构是一类具有广泛应用前景的2D光电器件材料。MXene的表面能较高,容易被氧化而生成过渡族金属氧化物。这种原位氧化反应制备的MXene基复合材料可以用作赝电容电容器的电极材料。本研究通过化学刻蚀法制备了二维V2C材料,并通过快速氧化工艺制备了V2O5/C/V2C复合材料,通过XRD、BET和电化学性能测试等研究了物相组成、微观结构和电化学储能应用。研究结果表明,由于增大的界面接触面积且与改进的导电性能,V2O5/C/V2C复合材料的电化学储能性能得到了很大提升。