多酸基的纳米碳材料(主要是多酸/碳纳米管复合材料和多酸/石墨稀复合材料)的设计,合成与应用已经逐渐受到包括化学家、材料学家在内众多领域的科学家们的重视。多酸基的纳米碳材料具有十分广阔的应用前景,包括电催化(例如水解制氢),锂离子电池电极(正极和负极),超级电容器和传感器(对双氧水,土壤污染物的检测)等等。然而,发展以多酸为主体的纳米碳复合材料的前提是丰富和完善一类多酸分子功能化纳米碳材料的方法学。本论文从多酸分子/纳米碳材料的共价和非共价修饰两种主要方法出发,发展一些优化的具有潜在工业应用的能源材料,同时也关注了材料本身的物理、化学作用机理。非共价修饰可以通过运用一系列的多酸与纳米碳材料的分子间作用力来实现。它包括静电结合,π-π堆叠作用和层层组装三类最为常见的方法。运用于生物功能材料时,最大限度地保持复合材料各自物理化学性能,不破坏它们的分子结构是十分重要的。因此本论文从以上实际出发,通过π-π堆叠作用把功能化的Keggin型多酸分子负载到单壁碳纳米管表面,组装形成SWNTs/Keggin复合材料。在后续测试中,将其作为生物材料用于人血清白蛋白分子的吸附实验。共价修饰的一个典型路径是,首先把有一个裸露氨基的官能团引入多酸分子,然后氧化纳米碳使其带有羧基官能团,最后通过形成酰胺键把二者共价连接起来。本论文中,我们将合成的Anderson型多酸杂化分子以共价键的形式固载于单碳纳米管表面,形成了分散性良好的SWNTs/Anderson复合材料。随后将其用作锂离子电池负极材料进行电化学测试,并应用电化学交流阻抗法测试了该复合材料在充放电过程中的阻抗变化。