多酸是一类由过渡金属组成的金属氧簇化合物,近年来的研究表明因多酸的优良的化学性能,使得多酸在催化化学、材料化学、药物化学,电化学等领域有很广泛的应用。其中一类由V原子取代的含钒杂多酸更是在氧化催化领域和电化学领域表现出了优异的性能。在催化方面,因为多酸环境友好,不腐蚀设备；一般在低温下催化反应时就有很到的效率,副反应少；即使在高温下反应,多酸的热稳定性很好,不会降低活性；多酸的假液相行为使得多酸在固相催化中,可以提供特殊的反应场。这些优势使得多酸在石油化工,精细化工,有机合成等催化领域有很广泛的应用,但是也存在着一些问题,首先,多酸易于团聚,分散性和稳定性差；另外还存在介质传质问题,在有机相溶液中反应时,底物和催化剂不能充分接触。为解决这两个科学问题,本文设计了两个方案并进行了探究。在电化学方面,因为多酸所含的过渡金属元素具有可变的化学价,与水滑石结合之后,可以构建新的均匀稳定分散的化合物,作为电极材料,表现出了很高的容量。本文主要研究内容如下：第一,为了克服催化中介质传质的问题,将含钒多酸,以K6[PW9V3O40]为例,用一系列的不同长度的表面活性剂包裹,包括癸基三甲基溴化铵(DA·Br),十二烷基三甲基溴化铵(DDA·Br),十四烷基三甲基溴化铵(TDA·Br),十六烷基三甲基溴化铵(HDA·Br),十八烷基三甲基溴化铵(TSA·Br),双十八烷基二甲基溴化铵(DODA·Br)。之后又第一次系统得研究了这些表面活性剂包裹含钒多酸(SEPs)作为催化剂,双氧水作为氧化剂,离子液体[omim]PF6作为萃取剂催化氧化脱硫。与纯多酸催化氧化脱硫相比,表面活性剂包裹的含钒的多酸不仅极大的提高了催化氧化深度脱硫的效率,而且催化体系更加容易回收再利用。第二,为了解决多酸易于团聚的问题,我们首次在温和的条件下,通过简单的一步离子交换法将含钒的多酸插层到新型的三羟甲基氨基甲烷修饰水滑石中,制备了催化剂Tris-LDH-PW9V3, Tris-LDH-PW00V2, Tris-LDH-PW11V, Tris-LDH-SiW10V2。之后研究了合成的催化剂在硫醚选择性催化氧化的性能,发现Tris-LDH-PW10V2在将硫醚选择性氧化成亚砜和砜时,表现出了很高的转化率和选择性。另外与水滑石的结合,使得催化剂只需要通过简单的离心分离就可以回收再利用。第三,我们首次通过水滑石与多酸剥离重组之后在700℃焙烧后制备了纳米复合材料Co2V2O7/Al203作为电极材料,剥离重组的方法因其不需要将水滑石层板支撑开,所以变得很容易实现,并且我们可以通过调变水滑石主体层板的元素以及客体阴离子来实现产物元素可控,有很广的适用性。之后对纳米复合材料Co2V2O7/Al203进行了电化学性能表征,纳米复合材料Co2V2O7/Al203表现出了很高的放电容量,是一种高性能的锂离子电池负极材料。因其价格低廉,合成简单,性能优秀,使得Co2V2O7/Al2O3纳米复合材料有很广阔的应用前景。