随着世界范围内对于能源存储方式的不断革新,新的能源存储设备也得到了快速的发展,例如全固态超级电容器,锂电池等。电极材料作为储能设备的重要组成部分,它的发展受到了研究者的广泛关注。为了保证电极材料具备高能量、高功率密度、输出稳定性好等优势,控制材料结构至关重要,首先需要在分子尺度控制其结构,使其表面形貌均匀并具有良好的离子传输通道以及较大的比表面积。材料的结构与其制备方法息息相关,优化电极材料结构及表面形貌,改善电极材料的均匀程度,减少电极材料缺陷对于提升电极材料的电活性起到至关重要的作用。目前控制材料形貌的手段有很多主要包括模板法、界面聚合法、电化学方法等,本论文工作重点集中在利用不同的电化学方法控制电极表面材料形貌以实现电活性膜在各个领域的应用,具体工作如下:(1)采用了三步恒电流方法,在不锈钢丝网表面制备出长度400 nm,直径约为30 nm的珊瑚绒状聚苯胺(PANI)纳米阵列,利用该电极组装了全固态对称电容器,并成功点亮了市售的2.5V LED。通过量化计算的手段研究线状纳米阵列的形成主要依赖C1O4-体系中,C1O4-离子的支撑作用。实验结果表明,导电聚合物形貌为线状纳米阵列时的电活性明显高于形貌为片状,块状的电活性。(2)利用单极脉冲法在铜网表面制备出的六棱柱形貌HKUST-1无机膜,通过调整单极脉冲次数优化HKUST-1的表面形貌,单极脉冲10000次,获得最优的六棱柱形貌。电化学测试表明,HKUST-1对于锂离子较为敏感后续可用于锂离子的分离。利用单极脉冲制备出的HKUT-1膜形貌特殊,均匀,颗粒规整且尺寸较大,在载药,离子分离,气体分离领域存在广阔的应用空间。(3)通过简单可控的恒电流电化学方法在不锈钢丝网表面制备出长度约为5μm长PPy纳米线,以及直径5μm左右铜颗粒,后利用化学氧化使铜颗粒转化成纳米铜,纳米铜/PPy复合膜可作为HKUST-1/PPy复合膜的前驱体。之后,通过单极脉冲法将纳米铜颗粒氧化溶解,形成无缺陷的HKUST-1/PPy杂化膜。本方法中HKUST-1的生长过程为阶梯式的生长模式,制备出的HKUST-1/PPy杂化膜形貌均匀,致密,与纯HKUST-1膜相比,电活性稳定性均明显提升,对于低浓度锂离子的去除率达到70%。本研究为对于低浓度锂离子的吸附量较好,可有效的在盐湖卤水中分离锂离子,为下一步可控电化学制备在分子尺度导电的MOFs材料奠定了基础。