随着科技的进步,人们对材料性能的需求日益增加。近几十年来各种新型材料被相继研发,人们在探寻新的材料性能方面做出了不懈的努力。其中两个常用的方法是:开发全新的材料和改进现有的材料。前者涉及到新材料的设计和制备,需要投入大量的人力物力,相较而言后者则容易很多。事实上,很多已经被广泛应用的高性能材料在引入新的形貌结构后表现出了全新的性质。比如将无机半导体制备成微尺寸的纳米材料,使其有量子特性和超大的比表面积,进而在光电、传感、催化等领域展现出优异的性能。为此,我们制备了具有特殊结构的石墨烯和氧化锌材料,期望它们在生物大分子传感和光催化领域中得到应用。一方面我们在表面活性剂的辅助下,利用水滴模板法在导电玻璃上制备出具有蜂窝结构的薄膜,并以此为基底构筑了光电化学生物传感电极用于甲胎蛋白的高灵敏度检测;另一方面我们在氧化锌合成过程中改变合成条件以控制其特定晶面的生长,得到了三种不同形貌的氧化锌/氢氧化锌复合物,并对它们的光电性能和光催化性能进行探究。我们所做的主要工作如下:（1）设计构建了一种基于石墨烯蜂窝结构薄膜基底的光电化学生物免疫传感电极,该电极可用于甲胎蛋白（AFP）的低浓度体外检测。我们采用两步氧化法剥离天然石墨获得高质量的单层氧化石墨烯溶液,并在表面活性剂的辅助下用水滴模板法在ITO玻璃表面形成一层具有减反射特性的石墨烯蜂窝结构薄膜,增加了电极的表面积和入射光吸收能力。以此为框架进行生物修饰得到了可以与甲胎蛋白特异性结合的免疫检测电极基底,与此同时将PFBT纳米粒子和葡萄糖氧化酶与甲胎蛋白相结合制备出具有光电增强性能的荧光探针。将标定好了的探针溶液与选定浓度梯度的AFP溶液相混合,采用竞争免疫法测得了相应的检测曲线。结果表明,制得的光电化学生物免疫传感器在0.05 ng/mL¹00 ng/mL的浓度范围内对AFP均具有较好的线性响应,其检测限低于0.05 ng/mL。经多次测试,这样的传感电极表现出很好的稳定性和可重复性,可用于原发性肝癌的早期检测。（2）采用一步水热合成法,通过调节反应母液的表面活性剂浓度和酸碱度,制备出了三种不同形貌的氧化锌/氢氧化锌微尺寸复合材料,即大片状氧化锌（ZnO-S）,矩形片状氧化锌（ZnO-R）和空心锥状氧化锌（ZnO-C）。进一步研究这些微尺寸特殊形貌ZnO/Zn（OH）₂复合材料的光吸收特性及结构特性发现:1.ZnO-C较层状材料具有相对减反射特性,对入射光的吸收能力更强,但其立体结构不利于形成导电通道;2.片状材料容易相互粘连形成导电通道,有利于载流子传输;3.低氢氧根离子浓度环境更利于氧化锌的生成,使得ZnO-S具有更高的氧化锌组分比。这三个特性使得到的ZnO/Zn（OH）₂复合材料表现出不同的光电性能:ZnO-S材料具有最高的光电响应强度,约是ZnO-R材料的两倍,ZnO-C材料的四倍;而ZnO-C的载流子分离效率更高,对入射光响应更快。我们将这三种材料进一步应用于光催化分解水制氢的研究,得到了约0.07 mmolg^-1h^-1的催化产氢性能,高于纯的氧化锌纳米棒(0.05 mmolg^-1h^-1)。测试结果表明,这些特殊形貌的ZnO/Zn（OH）₂复合材料具有很好的光电活性和光催化活性,在传感、降解有机废料和光催化产氢领域具有很好的应用前景。