本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬氧化物二維材料的制備方法及其應(yīng)用。該方法利用片狀氧化石墨烯為模板吸附溶液中的金屬離子，利用重新分散和超快冷凍的方法得到分散的吸附金屬離子的氧化石墨烯固體，經(jīng)過(guò)后續(xù)的退火處理制備得到金屬氧化物的二維材料。本發(fā)明制備獲得的金屬氧化物二維材料可應(yīng)用于生物柴油制備、氣體催化、氣敏、鋰離子電池等眾多領(lǐng)域。本發(fā)明的方法可以獲得包括堿金屬、堿土金屬組分的金屬氧化物和多金屬組分氧化物二維材料。該方法簡(jiǎn)單可行，易于實(shí)施，且環(huán)境友好。