化石燃料的枯竭,是当今社会的一个重大问题,该问题使得新能源的开发势在必行,太阳能作为一种绿色可持续的能源,可以有效解决能源危机问题。环境污染问题是当今社会另一亟需解决的严重问题,有效去除环境或工业水体中的有机污染物,更是与人类日常生活息息相关。本文以材料领域热门的石墨烯及过渡金属硫化物为基础,构建了一系列功能性的复合物材料,并将其应用于能源和环境催化领域,获得了良好的效果。本文首先利用化学气相沉积(CVD)法制备了三维的泡沫石墨材料,并采用水热法处理其模板泡沫镍合成了泡沫石墨负载的硫化镍复合材料,由于其良好的机械性能,该复合物经过剪裁后可以用作自支撑电极,在碱性及酸性环境中均表现出了良好的电催化析氢效果。本文还以石墨烯为载体,利用水热法负载硫化钼合成了二维层状的硫化钼/石墨烯复合物,该复合物作为助催化剂和载体负载硫化镉后,获得了高效的硫化镉-硫化钼/石墨烯复合光催化剂,其光催化活性可以根据助催化剂硫化钼/石墨烯的含量以及助催化剂中的石墨烯含量进行调节优化,优化后的复合物在可见光条件下,对4-硝基苯酚的还原具有很高的催化活性。以该硫化钼/石墨烯为载体,负载贵金属纳米颗粒,如金、银、铂、钯等后,还可以获得高效的三元催化剂,以其为原料构建的纳米传感器可以高效检测水溶液中的4-硝基苯酚。此外该三元复合物还可以作为化学催化还原4-硝基苯酚的催化剂,并且所负载金属的种类及颗粒大小都可以影响催化剂的催化活性。本文的另一项研究是将商业化的硫化钨进行锂插层剥离制备混合相态的硫化钨纳米片,并以其作为析氢助催化剂对氧化亚铜薄膜电极进行修饰,制备双层光电极,其在光电催化析氢反应中展现出了良好的催化活性。通过以上几种复合物的构建,本文证实了二维纳米材料在能源和环境催化领域具有良好的应用前景,后续的研究工作依然会围绕二维材料展开,通过与其他纳米材料的复合,获得更多具有应用潜力的催化剂材料,为能源开发及环境保护提供更多的选择。