半导体/金属纳米材料具有独特的光、电、催化和机械性能，在光电器件、传感器和燃料电池等诸多领域具有潜在的应用前景。纳米材料的结构、形貌、组分、尺寸等因素对其性能有直接影响。本论文成功组装了多级结构CdS、Pt纳米阵列和CdS-Ag复合纳米阵列，建立了一系列组装多级结构纳米阵列及复合纳米阵列的新途径，研究了这些阵列纳米材料在生物传感器和直接甲醇燃料电池中的应用。 以CdS纳米颗粒为结构单元，在氧化铝模板中组装了多级CdS纳米管阵列，多级纳米管是由纳米颗粒组成的，具有多孔、表面积大、活性点多的特点。这种多级CdS纳米管阵列排列规则、方向一致，表现出独特的光电性质尤其是电致化学发光性质。与多级CdS纳米颗粒相比，其电致化学发光强度明显增强，而且电致化学发光起始电位正移。随着H2O2浓度的增大，多级CdS纳米管阵列的电致化学发光强度会增大。结果表明，多级CdS纳米管阵列对H2O2的检测限为6×10-8M，有很高的灵敏度。 以多级CdS纳米阵列为模板，利用其多孔、活性点多的特点首次用电化学方法制备了CdS-Ag复合纳米阵列。CdS-Ag复合纳米阵列中CdS与Ag结合紧密，有强烈的相互作用，能有效地传递电子。与单独多级CdS纳米阵列相比，CdS-Ag复合纳米阵列的荧光淬灭，电致化学发光强度及阴极电流大大增强，电致化学发光的起始电位正移。CdS-Ag复合纳米材料对H2O2的检测也有很高的灵敏度，其检测限可达1.5×10-8M，是多级CdS纳米阵列的1/4。 以多级CdS纳米阵列为模板，利用CdS纳米颗粒之间的缝隙选择性地沉积了Pt纳米颗粒，当CdS纳米颗粒在酸性介质中溶解后，能够得到多级Pt纳米线阵列。多级Pt纳米线阵列排列规则、尺寸均一、方向一致，而且每一根纳米线都是由纳米颗粒组成的，具有大的表面积。与直接在氧化铝模板中制备得到的光滑Pt纳米线阵列相比，在甲醇氧化反应中，多级Pt纳米线阵列的电化学催化活性更高，它的正向氧化峰电流(If)是光滑Pt纳米线阵列电流的10倍。用这种方法制备的多级PtNi合金纳米线阵列不仅能够提高甲醇氧化峰电流，而且其正向峰电流和反向峰电流的比值(If/Ib)为3，大大高于多级Pt纳米线阵列的If/Ib比值(1.4)，能有效地防止催化剂中毒。 以Co纳米线阵列为牺牲模板，分别在没有CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和有CTAB的条件下通过置换反应制备得到了Pt纳米花阵列和Pt纳米管阵列，这种特殊形貌的Pt纳米花阵列及Pt纳米管阵列表面积大，分布均匀，尺寸均一，排列有序。制备得到的Pt纳米花阵列及Pt纳米管阵列在甲醇氧化反应中有良好的催化活性，不仅可以提高甲醇氧化峰电流，而且可以有效地防止催化剂中毒，在直接甲醇燃料电池中有广泛的应用前景。 这些特殊形貌的半导体/金属阵列纳米材料具有尺寸均一、分布均匀、排列有序、表面积大的优点，表现出优越的光电性能，在光电器件、传感器和催化剂方面有广阔的应用前景。这些组装纳米阵列的思路和方法还可以扩展到其它材料纳米阵列的制备中，为半导体/金属纳米材料的制备和应用提供新的思路和方法。