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碳纳米纤维(CNFs)是一种由具有不同取向的纳米级石墨烯片堆积而成的一维碳纳米材料。由于其特殊的结构以及优异的性能，CNFs以及基于CNFs的复合材料在传感、催化、电学、锂离子电池、超级电容器以及储氢等领域都显示出了很大的应用潜能。本论文中，主要以经过表面功能化处理的CNFs为基底，制备了部分过渡金属氢氧化物和氧化物与CNFs形成的复合材料，同时对复合材料的生物传感性能进行了研究。主要包含以下几个方面的工作：1.以CNFs为基底，氯化镍、水合肼以及氨水等为反应原料，通过水浴回流法一步合成了CNFs/Ni(OH)2纳米复合材料。利用扫描电镜(SEM)以及X-射线粉末衍射(XRD)对产物进行了表征。用电化学阻抗手段表征了由纳米复合物和纯Ni(OH)2修饰电极的界面特性。同时利用循环伏安法以及计时电流法研究了不同电极在碱性溶液中对葡萄糖的电催化氧化。结果显示利用复合物制备的传感器有宽的线性范围、低的检测限、快速的响应时间、高的灵敏度、好的重现性以及高稳定性。同时实现了该无酶传感器对实际样品中葡萄糖的检测。2.以CNFs为基底，硫酸镍为镍源，碳酸氢铵调节体系pH值，结合室温搅拌及高温煅烧法合成了CNFs/NiO纳米复合材料。利用SEM, XRD和透射电镜(TEM)等对产物形貌和结构进行了表征并对CNFs/NiO纳米复合材料的电催化性能做了初步的研究。3.在氢氧化钠提供的碱性条件下，以CNFs为基底，醋酸铜为铜源，抗坏血酸作为还原剂，通过简单的化学还原法成功制得了CNFs/Cu2O纳米复合材料。利用SEM, XRD和TEM等对产物形貌和结构进行了表征。研究发现铜源的用量直接影响着Cu2O纳米颗粒的粒径和在CNFs表面的负载情况。4.以CNFs为基底，醋酸铜为铜源，在乙醇-水体系的作用下，利用醋酸铜的缓慢水解，通过水浴加热回流法合成了CNFs/CuO纳米复合材料。利用SEM, XRD和TEM等对产物形貌和结构进行了表征。研究发现醇水体系的比例及铜源的选择对该复合物的生成有着重要影响。5.以CNFs为基底，醋酸锰为锰源，在N,N-二甲基亚酰胺和水体系的作用下，通过水浴加热回流法一步合成了CNFs/Mn3O4纳米复合物。利用SEM, XRD和TEM等对产物形貌和结构进行了表征。实验发现改变锰源的用量对最后Mn3O4颗粒的大小及在CNFs表面的负载密度有较大影响。