近年来,我国的经济飞速发展,随之而来的环境问题也日益严重,有毒有害的金属离子的排放是这其中最重要的问题之一。由于食物链富集作用的存在,金属离子终究会进入人体,对人类的健康产生较大的危害。因此,开发新型的、具备快速、准确特点的分离富集和检测环境中的金属离子的方法是十分必要的。碳纳米管、氧化石墨烯等是经典的纳米材料的代表,拥有比表面积大、活性位点丰富的优势从而产生了众多潜在的应用价值。本论文基于碳纳米管/二硫化钼纳米片复合材料构建了电化学传感器检测Cu²⁺,以及制备了巯基改性的石墨烯/多壁碳纳米管气凝胶（SH-GNAs）和氨基功能化的沸石咪唑酯骨架材料ZIF-90（NH₂-ZIF-90）应用于贵金属Au（Ⅲ）的分离富集。具体的研究工作如下:第一部分:基于5-磺基水杨酸修饰的二硫化钼纳米片和多壁碳纳米管复合材料成功建立了一种电化学传感器（SSA/MoS₂/o-MWCNTs/GCE）用于水样和乳制品中Cu²⁺的检测。复合材料的表征部分选用了扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线能谱（XPS）、拉曼光谱和电化学测试。之后,对SSA/MoS₂/o-MWCNTs/GCE的电化学行为进行了探究。并且对影响检测Cu²⁺的部分因素（如pH、富集电位等）进行了探究。研究结果分析表明,在0.1μM¹1μM范围内,峰电流的强度与Cu²⁺的浓度之间有良好的线性关系,线性方程为I（μA）=8.503c+2.167,相关系数R²=0.996,检出限为0.057μM（S/N=3）。我们将该传感器应用于湖水水样和乳制品中Cu²⁺的检测,测试结果与电感耦合等离子体质谱法（ICP–MS）较为符合。结果表明,SSA/MoS₂/o-MWCNTs/GCE传感器可以应用于Cu²⁺的日常监测中。第二部分:使用L-半胱氨酸作为交联剂和改性剂,构建了SH-GNAs并研究了其对水样和土样中Au（Ⅲ）的吸附情况。采用了SEM、N₂吸附-脱附曲线、XRD、FT-IR、XPS、拉曼光谱等手段,对SH-GNAs的形貌、结构等进行了表征分析。对影响SH-GNAs吸附Au（Ⅲ）因素,如pH值、SH-GNAs用量等进行了优化。使用了多种动力学模型对数据进行了拟合,发现拟二级动力学模型最适合描述SH-GNAs对Au（Ⅲ）的吸附,其R²为0.998。计算得到的热力学参数表明,Au（Ⅲ）在SH-GNAs上的吸附是吸热的且为自发的行为,升高温度能够促进吸附反应的进行。此外,用1 M的HCl（含有4%硫脲）可以对SH-GNAs上吸附的Au（Ⅲ）进行解吸附。最后,将SH-GNAs用于湖水、土壤样品中进行Au（Ⅲ）的吸附,回收率为86.3%¹02%。结果表明,SH-GNAs是一种优良的去除样品中Au（Ⅲ）的吸附剂,在环境领域中具有重要的应用前景。第三部分:使用丁胺为修饰剂,制备了NH₂-ZIF-90并用于环境样品中Au（Ⅲ）的吸附研究。使用了SEM、XRD、FT-IR、XPS等表征手段,分析了NH₂-ZIF-90的形貌、结构和组成。通过条件优化,得到了NH₂-ZIF-90吸附Au（Ⅲ）的最佳pH值、NH₂-ZIF-90用量和吸附时间分别是5、2 mg mL^-1和12 h。NH₂-ZIF-90对Au（Ⅲ）有较好的吸附效果,其吸附过程与拟二级动力学模型和Freundlich吸附等温线相符。最后,成功将NH₂-ZIF-90应用于环境水样中Au（Ⅲ）的吸附,加标回收率为81.0%⁹3.3%。本研究为解决Au（Ⅲ）的吸附问题展示了一种新的途径。