随着我国经济的不断发展,我国在能源方面的需求日益提高。传统的化石能源,如煤、石油、天然气等,日趋消耗殆尽,已远远不能满足我国实际生产与发展的需求。因此,打破传统,开发新型能源已成为我国长期发展的战略目标之一。在此大时代背景下,我国在锂离子电池、燃料电池以及超级电容器等能源存储和能源转换的产业和基础研究方面取得了长足的进步。在现有的研究中,第三周期过渡金属及其化合物由于其储量丰富、成本低以及污染轻等优势而获得了持续的关注。不仅如此,第三周期过渡金属及其化合物在能源的存储及转换方面展现了广泛的应用价值。Ni、Co及其化合物被认为可能具有和贵金属Pt相媲美的电解水产氢的催化活性。Co、Mn材料已在超级电容器商业化中得到了广泛的应用。Fe、Ti的衍生物也被认为是最佳的电池电极材料之一。但是在实际应用的过程中,材料在催化活性、使用稳定性、导电性以及多样性方面仍然存在着进一步发展的空间。因此仍需对材料的结构进行合理的设计与调控,进而提高材料在实际使用过程中的价值。本文基于此,开展了如下的工作:（1）多级Cu2S纳米结构的构建及其锂电性能研究以醋酸铜、柠檬酸三钠、氢氧化钠为反应原料,通过简单的水热反应可以得到Cu2O的纳米材料。我们通过控制变量法,对反应的温度、反应物的浓度等反应条件进行探索,证明了柠檬酸三钠和氢氧化钠对Cu2O起到了刻蚀的作用。且对反应时间进行调控,可以将Cu2O刻蚀成凹陷立方块、花瓣状以及八角棒状等多种不同形貌的纳米材料。对上述三种所制备的Cu2O进行离子交换,可以实现不同形貌Cu2S分级结构的构建。对三种形貌的Cu2S进行锂离子电池性能测试,测试表明花瓣状多级结构的Cu2S初始放电容量为870.9 m Ah g-1,优于绝大多数已报道的Cu2S阴极材料。三种形貌的Cu2S材料均展现了良好的倍率性能和循环使用性能,这得益于Cu2S多级结构的构建。（2）模板法合成新颖结构的SnO2@C及其锂电性能的研究在水热条件下,通过阳离子调控的方法,合成与制备了三种不同形貌的Fe2O3纳米材料。由于不同晶面的晶格适配性不同等因素,可以有序且定向的调控SnO2在上述Fe2O3沿着不同的方向进行生长。在此基础上,进行多巴胺的包覆以及模板的刻蚀,可以得到三种不同形貌SnO2@C的新颖结构纳米材料。对所制备的材料进行锂电性能测试,其中中空六面体的SnO2@C材料和花盘状SnO2@C材料在1 A g-1电流密度测试下,循环50圈后仍具有560 m Ah g-1的放电比容量,这说明该方案设计出来的电极材料具有实际应用的价值。（3）P掺杂的CoO纳米材料的合成及其多功能化的研究以醋酸钴、六亚甲基四胺、镁试剂为原料,通过水热合成得到钴纳米微球前驱物。在柯肯达尔效应的影响下,钴纳米微球在空气条件下煅烧形成了核壳结构的Co3O4。由于核壳结构的稳定性,使得材料在进一步的上游气体法磷化的过程中,只是部分发生了磷化,得到了磷掺杂的CoO。正是这种部分掺杂的结构设计,使得材料展现了双功能性:作为超级电容器的电极材料,制备的P-CoO在电流密度为1 A g-1的测试条件下,质量比容量高达1845 F g-1。另一方面,P-CoO作为HER的催化剂时表现出良好的电化学催化活性,在-10 m A cm-2处的过电位为143 mV,Tafel斜率仅为77 mV dec-1。