当今时代,随着手机等电子产品更新换代速度的不断加快,锂离子电池的需求量也急剧增加,产生了大量的废旧锂电池。废旧锂离子电池中含有许多有价金属元素,若随意丢弃,会造成极大的资源浪费,同时废旧锂离子电池中含有许多有害成分,若处置不当,会对土壤、河流和空气造成一定的污染,进而威胁人类健康。经济的爆发式发展导致煤、石油、天然气等能源的消耗日益加剧,严重影响了人们的日常生活。有害气体排放量的不断增加以及污染物带来的全球变暖、海平面上升、雾霾、酸雨等一系列的环境问题,无不与此相关。因此,人们希望开发利用一些环保的可再生能源来替代传统的一次能源,从而大大较少对环境造成的污染。然而,绿色可再生能源因受地域、时间、季节等因素的约束,不能被直接利用。因此,开发一种高效节能的能源储存系统成为当前科学界要解决的首要问题。超级电容器作为一种新型的能量转化与存储装置,因具有绿色环保、安全性能高、使用寿命长、免维护、容量大等优点而备受人们的关注,是一种很有前景的能量储备装置。然而,超级电容器的实业化应用受到其电极材料的制约,因此研发制备出高性能的能够适合市场所需的电容器电极材料具有重要意义。本文利用热液法合成了不同形貌的Co₃O₄活性材料,制备出了高性能的电极材料,并对其形貌、结构及其光电化学性能进行了表征和测试。课题的研究对于超级电容器的发展具有重要意义和研究价值。主要研究工作如下:（1）以HCl浸出液为钴源,采用水热-热分解法在FTO玻璃上生长了Co₃O₄薄膜。XRD和SEM表征结果显示:所得样品晶型完整,纯度高,呈现纳米棒阵列结构。Co₃O₄纳米棒直径约为80 nm,长约14μm,是由众多的Co₃O₄纳米小颗粒组合而成。电化学测试结果表明:Co₃O₄电极材料的比电容为400 F/g,电化学性能与纯药品制得的电极材料的电化学性能相接近。（2）以HNO₃浸出液为钴源,采用水热-热分解法在FTO玻璃上生长了Co₃O₄薄膜。XRD和SEM测试结果显示:浸出液和纯药品制得的Co₃O₄纳米棒的晶型、形貌结构几乎一致,没有太大差别,纯度高,直径约为200 nm,长约14μm。电化学测试结果表明:Co₃O₄电极材料的比电容为502 F/g,具有接近纯药品制得的电极材料的电化学性能,且比以HCl浸出液为钴源制得的Co₃O₄电极材料的性能更为优异。（3）以HNO₃浸出液为钴源,采用一步溶剂热法,在160℃下合成了直径约为1μm的空心结构的Co₃O₄纳米微球。XRD和SEM测试结果表明:制得的Co₃O₄纳米微球是由粒径约50 nm,长度约200 nm的棒状颗粒构成,分散性好,比表面积大。电化学测试结果表明:Co₃O₄电极材料的电化学性能与纯药品制得的电极材料的电化学性能相接近。光催化结果显示:空心Co₃O₄纳米微球虽然具有介孔结构,但对罗丹明B的光催化效果不理想。降解过程中主要是由于Co₃O₄粉末的吸附作用,最大单位吸附量为0.04548mg/g。