对富勒烯(C60)进行功能化后,通过组装方法获得比表面积大、性质稳定、利于纳米金属颗粒均匀分散的基底材料,以此制备导电性能高、电化学活性面积大的修饰电极,并应用于直接甲醇燃料电池和电化学生物传感器。首先,合成系列富勒烯衍生物及测定其电化学性质。通过经典Prato反应制备系列功能化富勒烯——含有吸电子、供电子基团的富勒烯吡咯烷衍生物,利用电化学循环伏安法及密度泛函理论(DFT)计算研究了取代基效应与LUMO能级之间的关系,并构建了C60衍生物的LUMO轨道和Hammett取代基常数之间的线性关系。其次,研究基于富勒烯材料修饰电极的生物传感器的构建及应用。通过再沉淀法得到C60纳米颗粒,并以浸提法转移至玻碳电极表面,经简单的电沉积法将纳米片状铂沉积于富勒烯修饰电极上,构建负载纳米片铂的富勒烯修饰电极。以所构建的修饰电极作为电化学生物传感器,实现了多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)的同时测定。利用纳米铂与富勒烯之间的协同作用,从而提高电极的电子传递能力和电催化性能,使构建的生物传感器具有灵敏度高、重现性好、稳定性高的优点。最后,研究了富勒烯材料在直接甲醇燃料电池(DMFCs)中的应用。成功制备了含有吡啶基C60的纳米片状自组装结构,并通过电沉积法在富勒烯材料表面负载了纳米薄片的金属铂(Pt/PyC60),应用于DMFCs中的甲醇氧化反应。通过系列的电催化性能对比测试,所制备的Pt/PyC60展示出了远优于无载体纳米片铂和商业Pt/C催化剂的电催化活性和稳定性。结构化富勒烯作为新型载体的引入,使得纳米铂催化剂具有分散性高、电化学活性面积大的优点,而且载体和催化剂之间的协同作用使得催化剂的性能大大提高。此外,还探索了多功能团富勒烯衍生物作为载体对催化剂性能的影响。