随着现代化的不断推进,能源与环境问题已成为人类社会面临的重大问题。超级电容器由于具有能量密度较高、充放电速率快的特点,已成为目前能源领域的研究热点。此外,空气污染是环境问题中重点关注的问题之一;其中,挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds,VOC）对人体健康具有较大的危害,有效检测并去除VOC气体是当前环境领域的重要课题。金属氧化物由于其独特的物化性质在以上领域都具有极高的应用前景。特别是二氧化锰（Mn O₂）材料,由于具有理论比容量高、甲醛去除率较高、低成本等优点,受到研究人员的广泛关注;然而,其导电性差、甲醛去除率相对贵金属仍有不足、颗粒易团聚等缺点极大限制了其广泛应用。围绕这些问题,本论文主要通过制备二氧化锰基纳米复合材料来改善其性能,并对其在超级电容器和去除甲醛中的应用效果进行探讨。针对Mn O₂导电性差导致电化学性能差的问题,利用氧化石墨烯和二氧化锰纳米颗粒的静电相互作用,通过自组装制备了具有三维多孔网络结构的二氧化锰/三维石墨烯（Mn O₂/3D-RGO）纳米复合材料。通过调控Mn O₂的添加量可调节复合材料的微观结构,调控其电化学性能。Mn O₂/3D-RGO表现出良好的机械性能,可在不添加导电剂和粘接剂的情况下直接制成超级电容器电极;当氧化石墨烯和二氧化锰质量比为1:2时,Mn O₂/3D-RGO具有最佳的电化学性能;在1 A/g电流密度下比容量达到269 F/g,电流密度提升至3 A/g时,比容量为165 F/g。由于多孔网络结构和石墨烯良好的导电性,实现了Mn O₂电化学性能的提升。针对Mn O₂甲醛去除率不足和易团聚的问题,采用氧化还原共沉淀法在活性炭上原位生长铈铜锰氧化物纳米复合颗粒（Ce Cu Mn O_x/AC）。所制得的铈铜锰氧化物纳米颗粒粒径为50-80 nm,并均匀地分散在活性炭表面。当金属氧化物负载量为20%,氧化铈、氧化铜和二氧化锰的质量比为0.4:4:6时,Ce Cu Mn O_x/AC催化剂表现出极高的甲醛去除率,对2 mg/m³和8 mg/m³的甲醛气体在2小时内的去除率达到98.8%和95.5%,远高于纯Mn O₂纳米颗粒（～70%,2 mg/m³）,并具有很好的稳定性。通过活性炭和二氧化锰的协调作用与铈铜氧化物的掺杂,实现了二氧化锰甲醛去除率的提高,有利于二氧化锰基催化剂的实际应用。进一步地,由于四氧化三钴（Co₃O₄）具有较好的气敏性能,选择其作为气敏材料的主体。通过化学共沉淀法制备含锌和钴的沸石类咪唑酯骨架结构材料（ZIF-8/ZIF-67）作为前驱体,通过高温煅烧和伽尔瓦尼置换反应制备了具有丰富多孔结构的氧化锌-氧化锡-四氧化三钴（Zn O-Sn O₂-Co₃O₄）中空纳米立方体。由于其独特的纳米结构,Zn O-Sn O₂-Co₃O₄复合材料展现了良好的气敏性能,当Zn O添加量在5%时,Zn O-Sn O₂-Co₃O₄对丙酮和乙醇气体（100 ppm）的灵敏度分别为6.339和6.494,最佳工作温度为226℃,且灵敏度与丙酮和乙醇气体的浓度有良好的对数关系,有利于丙酮和乙醇气体的实时检测。