当今社会,化石燃料价格上涨、环境污染、全球变暖及政治局势动荡等问题都与化石燃料有关。因此,探寻具有高功率和高能量密度的绿色新能源体系已变得越来越重要。本文利用过渡族金属具有法拉第电荷转移效应而比碳材料能存储更多能量和碳材料具有高导电性、循环性能优异等特点,对NiCo₂S₄、CoO、Ni₂O₃和钼酸铁等几种材料的电化学性能展开较深入的研究,主要实验结论如下:1、采用水热法合成多孔柱状的过渡族金属硫化物（NiCo₂S₄）。通过对样品进行相关电化学性能测试,当电流密度为0.5 A/g时,其比电容为1130 F/g,在不同电流密度下进行倍率性能测试,其比电容最高仅下降3.3%,为960 F/g,1000次循环后,其比电容还能保持为原来的80%,通过将该样品材料组装成电池,发现在GCD曲线中,首次放电比容量较大,为832 mA·h/g,其充放电的GCD曲线重合度较好,暗示循环性能较好,电极材料在不同倍率下的倍率性能较为稳定。2、采用低温燃烧法合成具有层状结构的NiCo@C复合物,一方面通过KOH处理,活化样品中的碳,去除复合物中的Al元素,增加材料的比表面积,另一方面,碳具有高导电性和双电层电容性质,通过协同作用能改善材料的电化学性能。通过对该种电极材料进行恒流充放电测试,在电流密度为0.6 A/g时,其比电容为213 F/g,1000次循环后,其比电容还能保持为原来的77%。3、采用高温固相法合成MoFe@C复合材料,由于铁离子和钼离子的共同作用并能够提供丰富的氧化还原化学活性位点,从而研究其在超级电容器上的应用。同时使用甲基橙偶氮染料模拟纺织工业产生的废水,研究该材料在光催化降解甲基橙上的应用。在电流密度为1A/g时,比电容为362 F/g,1000次循环后,比电容能维持在初始比电容的82%。光催化反应时间为55 min时,样品对甲基橙的降解率基本达到99%,同时,当MoFe@C复合材料的添加量为1.5 g/L时,从经济效益和催化效果角度来看,样品在该添加浓度下光催化甲基橙偶氮染料的去除率最佳。