二维纳米结构具有大的比表面积和良好的分散性,能够有效地提高气敏、光催化降解和吸附等性能。在这样的二维纳米材料中,MoS₂是继石墨烯之后引起广泛关注的层状结构的物质之一,属于p型半导体,禁带宽度为1.97 eV,具有广阔的应用前景;MoO₃物理化学性质稳定,是n型半导体材料,禁带宽度为2.9 eV,具有环境友好且成本低的特点;Co₃O₄在常温下禁带宽度值为1.5 eV,是p型半导体材料,具有尖晶石结构。因而制备上述三种材料的纳米片,研究其相关的性能和机理,如气敏性能、光催化降解性能和吸附性能,对这类材料的应用是一个很有意义的课题。本论文主要包括以下三方面:第一部分利用水热法制备出MoS₂纳米片层球结构,研究了反应物的配比、反应时间、表面活性剂及反应温度等对产物形貌的影响,并探究了纳米片的生长机理。所制得的MoS₂纳米片球对二甲胺具有良好的气敏性能,在工作温度为160℃时,对1000 ppm二甲胺的灵敏度达到7。虽然MoS₂纳米片球的光催化降解效果不明显,但具有良好的吸附性能:对10 mg/L的罗丹明B,在500 min时的吸附效率为96%,而市售的MoS₂粉末吸附效率只有44.3%;对10 mg/L甲基橙,700 min时的吸附效率为96.6%,而市售的吸附效率仅为31.5%。MoS₂纳米片球气敏性能和优异的吸附性能主要与其纳米片结构良好的分散性有关,这种结构不仅有利于载流子传输,而且在反应过程中可以允许反应物和产物的快速扩散。论文第二部分将MoS₂纳米片球烧结制备出MoO₃纳米片,并研究了其气敏性能。在340℃工作温度下,所制备的MoO₃纳米片对二甲胺和四甲基乙二胺显示了很高的灵敏度,在1000 ppm二甲胺和四甲基乙二胺气体中,器件的灵敏度分别达400和996。与MoS₂纳米片球类似,MoO₃纳米片的光催化降解效果不明显,但吸附性能较好,对10 mg/L亚甲基蓝,在90 min时吸附效率能达到96.1%,而对10 mg/L甲基橙,120 min时吸附率达到97.4%。论文第三部分通过水热法制备了Co₃O₄纳米片,并研究了不同放置时间和烧结温度对产物形貌的影响。从形貌上相比,放置两天,350℃烧结时形貌最好。在气敏性能测试中,产物都显示了良好的选择性和较快的响应恢复性能。对100 ppm四甲基乙二胺,放置两天,350℃烧结产物灵敏度是12,400℃烧结产物灵敏度是10,而500℃烧结产物灵敏度只有4。此外,350℃烧结产物对100 mg/L刚果红染料5 min时吸附效率达到85%,1 h时吸附效率达到100%。对同样浓度刚果红,350℃烧结产物也比400℃烧结产物的吸附效果要好。