电化学法用于分析检测和催化,快速高效,应用广泛。但其核心部件电化学传感器（修饰电极）仍存在修饰材料容易脱落,影响重现性的问题。电化学检测重金属离子检测效率和灵敏度仍有待提高,电化学催化甲醇氧化所用催化剂多为贵金属催化剂,价格昂贵,容易和中间产物CO结合而中毒。针对修饰材料容易脱落,本论文利用电聚合和电沉积的方法制得修饰电极,材料与电极结合牢固,重现性好,不需要高温,制作周期短。针对当前重金属离子检测效率以及灵敏度仍待提高,本论文采用电聚合法,选择高导电性碳材料结合聚精氨酸、聚环糊精（富含易与重金属离子螯合的氨基、羟基等基团的有机聚合物）,通过高效的电化学溶出伏安法检测Pb²⁺和Cd²⁺。针对贵金属催化剂（甲醇燃料电池阳极催化材料）昂贵、易中毒现状,本论文采用电沉积法,以高导电性碳材料结合镍铝水滑石（镍基材料能高效催化甲醇氧化）,寻找贵金属催化剂替代材料。主要研究内容如下:第一,通过电化学聚合的方法得到碳纳米管/聚L-精氨酸（CNTs/poly（L-Arg））膜材料,复合膜的结构和形态采用场发射扫描电镜和红外光谱表征,对影响重金属离子检测的化学因素和电化学因素如pH值、预富集电压、预富集时间进行优化。聚L-精氨酸对Pb²⁺有螯合作用,碳纳米管有良好的导电性和较大的比表面积,CNTs/poly（L-Arg）材料结合了两者的优点,修饰玻碳电极用于选择性的检测Pb²⁺,优于碳纳米管和聚L-精氨酸分别修饰的电极,线性范围宽,并具有良好的重现性和重复性,为其实际应用提供可能。第二,采用电聚合得到碳纳米管/聚β-环糊精（CNTs/poly（β-CD））复合膜材料修饰玻碳电极,材料的结构、形态采用场发射扫描电镜和红外光谱表征,其电化学特性利用循环伏安扫描和交流阻抗表征。碳纳米管和聚精氨酸形成协同作用,经优化后,碳纳米管/聚β-环糊精用于同步检测重金属离子Pb²⁺和Cd²⁺,Pb²⁺和Cd²⁺各自的峰形清晰且不互相影响,具有较好的选择性和抗干扰能力,在同步检测多种重金属离子方面显示出巨大潜力。第三,通过一步电沉积法,在玻碳电极表面上得到石墨烯量子点/镍铝水滑石（GQD/Ni-Al LDHs）复合纳米薄膜,通过循环伏安和计时电流研究其对甲醇的电催化活性,由于GQD和Ni-Al LDHs的有效复合,对比Ni-Al LDHs电极,复合电极催化甲醇氧化时显示出更低的氧化电压和更高的氧化电流,具有广泛的应用前景。