一般而言,分级多孔材料具有高孔隙度、高比表面积、大孔径通道、低密度、化学组成可变、不同长尺度规模上分级多孔孔隙连通等特点,有利于光捕获、电离子传输以及大规模负载及扩散,从而赋予其在能量储存与转换、催化、吸附、分离、气体传感以及生物医学等方面具有重要的科技意义。除了在分级多孔材料的设计与合成方面的广泛研究外,目前针对分级多孔材料适用性的研究也在迅速发展。本论文主要侧重于制备一类经济且环保型,具有电化学和吸附性能优异的多孔复合材料。因此,采用电化学阳极氧化方法原位制备了分级多孔Cu2O/CuO纳米膜电极材料。并对其合成原理进行了研究探索,以提高比电容和电化学性能。另一方面,一种可循环利用的分级多孔Ni/C中空纳米球吸附剂可有效去除工业废水中的重金属离子Pb（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）。本论文的主要内容如下:1.在还原气氛下经退火后,采用碱蚀刻SiO2模板法制备了多孔的功能化Ni/C中空纳米球。制备了Ni/C中空纳米球,用于吸附Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）。通过批量实验考察了接触时间,pH值,初始金属浓度和吸附/解吸的影响。Ni/C中空纳米球在pH=2时具有良好的Cr（Ⅵ）吸附性能。同时,在pH=2时,对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附量最大。2.本文采用简单的一步阳极氧化法在泡沫铜基板上制备Cu2O/CuO多孔纳米薄膜,可直接作为超级电容器的无粘合剂电极。纳米膜阵列的独特形态为氧化还原反应提供了大量的活性位点。因此,获得了较高的0.566 m F·cm-2电容,并取得了优异的倍率性能（扫描倍率增加到5倍时,电容保持96%）和良好的循环性能。3.采用阳极氧化电化学沉积法制备ZnO金属氧化物沉积在三维结构泡沫铜上的Cu2O/CuO多孔异质结纳米阵列薄膜结构。由于在p型Cu2O/CuO和n型ZnO半导体的界面上形成了p-n结,由此产生的异质结构有助于提高光催化活性,从而更好地实现电荷分离。