由于人类对煤、石油和天然气三类传统非可再生化石能源的过度依赖与消耗,生态环境污染和能源危机成为了目前面临的两个重大难题,因此开发和利用环保、高效、可持续的新能源是当今社会研究的热点。众所周知,锂离子电池作为能源存储的设备,而燃料电池是目前重要的能源转换器件,两者在实际生活中都有着广泛的应用,但其成本、性能和可靠性在很大程度上依赖于电极材料或电催化剂。因此,合理设计与制备高性能的电极材料以及电催化剂是实现电化学能源存储和转换技术发展的关键。目前,大量研究表明在电极材料或电催化剂中构筑缺陷可以有效地改变晶体周期性结构和影响周围电荷分布,从而进一步影响电极材料的物理化学性能。本论文主要研究利用等离子体技术制备具有缺陷结构的电极材料以及电催化剂,以提高它们在能源存储与转换领域的电化学性能,为推动新能源材料的发展提供理论基础以及材料基础。首先,通过在二硫化锡纳米片表面构筑缺陷,形成二硫化锡/氧化锡异质结构,这种特殊的结构有利于材料内部电荷的转移,实现了较好的锂离子电池倍率性能和循环稳定性。其次,通过对中空金属有机骨架化合物（h-ZIF-8）表面进行刻蚀,形成配位不饱和的锌位点,使其容易结合氧原子形成超细氧化锌纳米颗粒,实现了较好的储锂性能。再者,利用等离子体技术剥离氧化钨（WO₃）并在表面产生丰富的氧空位缺陷,锚定铂纳米颗粒,实现了较好的电催化甲醇氧化性能。最后,利用等离子体球磨技术与溶剂热法结合将块状锑剥离成锑烯纳米片,并在溶剂热反应中原位负载铂纳米颗粒,用于电催化甲酸氧化反应。本论文具体的研究内容如下:（1）利用等离子体在氩气气氛下处理二硫化锡纳米片材料,可以在表面引入丰富的硫空位缺陷,当材料暴露于空气中,氧原子容易填充在硫原子空缺的位置,形成具有内电荷转移的n-型二硫化锡/p-型氧化锡的异质结构,用作锂离子电池的负极材料,实现了较好的导电性、循环稳定性和倍率性能。实验结果表明,富缺陷的SnS₂/SnO具有更低的电荷转移电阻。在电流密度为200 mA g^-1下,初始比容量达到1496 mAh g^-1,循环200圈之后,容量仍能保持在998 mAh g^-1,然而未经等离子体处理的SnS₂在同样的电流密度下,循环200圈之后,容量保留率仅为39%。因此,构筑表面缺陷以及构建内电荷转移的p-n异质结可以缓冲电极材料在循环过程中的体积膨胀,有效地促进锂离子和电子的传输,从而实现了优异的电化学性能。（2）利用等离子体技术在氩气/氢气混合气氛下处理中空ZIF-8,使得表面有机配体被刻蚀,形成配位不饱和的锌位点,有效地激发了锌原子的活性,这种表面不饱和的缺陷结构容易结合外界的氧原子,从而在h-ZIF-8表面形成了超细氧化锌纳米颗粒。实验结果表明,h-ZIF-8@ZnO样品具有更低的电荷转移电阻,材料的导电性提高;在较高的电流密度下(1.0 A g^-1),循环500圈之后,容量仍能够保持在637.9 mAh g^-1。本研究可以扩展到其他MOFs衍生的中空微/介孔结构负载金属氧化物电极材料的合成,用于锂离子电池或其他领域的应用。（3）利用等离子体技术在氩气气氛下对氧化钨（WO₃）纳米片进行刻蚀剥离,使其表面产生丰富的氧空位缺陷,再用铂纳米颗粒去修饰锚定缺陷位,进行甲醇氧化反应。实验结果表明,等离子体剥离之后的WO₃的厚度从初始的22.4 nm下降至约为1.4 nm。而且,由于表面的氧空位缺陷周围富集电子,从而使得W⁶⁺的价态降低,负载铂纳米颗粒之后,电子容易从缺陷态WO₃转移到Pt,从而增强了铂纳米颗粒与载体之间相互作用,减弱了中间体CO在Pt表面的吸附能。电化学测试结果表明,Pt/WO₃-Ar的峰电流密度约为2.27 mA cm^-2,明显高于Pt/WO₃和Pt/C催化剂,说明Pt/WO₃-Ar对甲醇氧化具有更高的活性。（4）通过等离子体球磨和乙二胺溶剂热法成功地制备了锑烯并原位负载铂纳米颗粒作为甲酸氧化的电催化剂。根据Bader电荷分析,有0.24个电荷从Sb转移Pt上,证实了铂与锑之间的电子相互作用。电化学测试结果表明,Pt/Sb催化剂对FAOR的催化性能优于Pt/C。Pt/Sb的比活性和质量活性分别约为Pt/C的4.5倍和2.6倍,此外,Pt/Sb催化剂的峰I/峰II的比值（R=3.07）明显高于其他的催化剂,表明锑烯改变了甲酸在Pt催化剂上的氧化反应路径,使反应遵循更有效的脱氢途径直接氧化为CO₂。理论计算结果进一步证明,锑烯对铂的作用可以有效激活铂,使其处于较低的氧化状态,并通过直接脱氢机理促进甲酸氧化生成CO₂,而且对中间体CO*的吸附能较弱,抗CO毒化能力较好。本研究开发了一种新型的剥离锑烯并原位负载Pt金属纳米颗粒的合成方法,为设计和制备直接甲酸燃料电池的高效铂基电催化剂提供了有价值的思路。