近年来,锰基过渡金属氧化物由于在许多方面如锂离子电池、电容器、传感器等方面有着优异的性能,已经吸引了科学家们强烈的研究兴趣。其中ZnMn₂O₄由于其环境友好、来源广泛、价格低廉等优点得到了广泛的应用。目前,各种结构的ZnMn₂O₄纳米材料的已经制备出来,如纳米球、纳米花、纳米棒、纳米管等。在锰酸锌的性能研究中,电极材料的构成、结构和形貌对ZnMn₂O₄的电化学性能有很大的影响。因此,改善结构、简化方法、提高性能是一项比较有意义的研究工作。制备不同形貌的ZnMn₂O₄纳米结构及它在催化领域和电化学领域的研究已经有许多报导,然而Mg/Cd元素掺杂ZnMn₂O₄纳米结构、ZnMn₂O₄纳米复合结构及它的发光特性很少被提及。目前,ZnMn₂O₄的制备技术已经非常成熟,如静电纺丝法、尿素燃烧法、溶胶-凝胶法、模板法、水热法等。然而如何制备高性能及形貌可控的ZnMn₂O₄一维纳米材料仍然是亟待解决的关键问题。ZnMn₂O₄是一种三元复合过渡金属氧化物,具有典型的尖晶石结构,在反应过程中很容易存在多种二元氧化物。如何通过控制Mg（Cd）含量的有效掺杂,提高ZnMn₂O₄的性能也是一个尚待解决的问题。本论文采用水热法,在不同的反应条件下制备了ZnMn₂O₄纳米结构,然后选取最优的反应条件制备ZnMn₂O₄多孔微米球结构,并系统的测试了它的电化学性能;进而选取最优条件下的样品进行Mg和Cd的掺杂;使用水热法和化学气相沉积法制备Mg掺杂的ZnO纳米结构,选取最优的样品对ZnMn₂O₄进行复合,研究了复合对材料样品性能的影响,并系统的分析了测试结果（如下所示）。（1）采用水热法制备了不同生长条件下的ZnMn₂O₄微/纳米结构,分析了不同的生长温度和时间对样品的结构、形貌和性能的影响。对生长温度为200℃时的纯的ZnMn₂O₄样品进行XRD、SEM的对比,结果显示开始的时候随着生长时间的增加,样品的结晶性和形貌变的越来越好,当反应时间从24h到32h的时候,样品的结晶性和形貌又会变差,光降解亚甲基蓝溶液的图谱显示在24h条件下制备的样品有着较好的催化效果,这与样品的晶粒大小和比表面积有关。同时对不同反应温度,生长时间为6 h时的纯的ZnMn₂O₄样品进行了相关测试,并选取最优条件制备不同基片上的样品后进行了电化学性能的有关测试,实验结果显示反应温度140℃,生长时间6 h是制备ZnMn₂O₄样品的最优条件,样品的结晶性和形貌在相同的时间,不同的反应温度条件下随着反应温度的升高而变差,泡沫镍基片上的样品有着良好的循环性和很好的频率响应特性。（2）采用溶剂热法制备了ZnMn₂O₄微米球结构,首先制备了ZnMn₂O₄粉末,然后制备不同基片上的样品,分别对粉末和基片上的样品进行基本表征和电化学性能的研究。实验结果表明ZnMn₂O₄为多孔微米球结构,有着良好的结晶性和较高的纯净度;电化学测试结果表明不同的基片对ZnMn₂O₄材料的电化学性能影响特别大,其中泡沫镍基片上的样品的电化学性能最好,有着较高的比电容（128 Fg-1）和极小的内阻。（3）研究了Mg掺杂、Cd掺杂对ZnMn₂O₄样品的结构、形貌和性能的影响。结果表明:掺杂Mg元素之后,ZnMn₂O₄样品仍然为典型的尖晶石结构,形貌变成了絮状结构,但是样品的衍射峰变强、变窄,这说明样品的结晶性变好,而且样品的尺寸变小;光致发光图谱显示样品在可见光范围内只有一个绿光发光峰,这是因为Mg离子的掺杂使得样品的内部产生了更多的氧空位,位于氧空位上的电子发生跃迁的时候发出绿光发射峰。对Cd掺杂ZnMn₂O₄样品进行系统的测试结果表明,ZnMn₂O₄样品的形貌为表面光滑的微米球结构,Cd原子以嵌入的方式嵌入到晶格中,样品的纯度很高并且有着较高的比电容（364 Fg-1）,比电容的增加与离子的插层和嵌入层有关,Cd的掺杂使得样品的膨胀率增加,从而导致工作电极的尺寸变化。（4）采用水热法和CVD法分别制备不同Mg掺杂含量的ZnO纳米结构,为了提高样品的光催化性能,我们选取最优的样品进行ZnMn₂O₄/Mg-doped ZnO复合结构的制备,对复合结构的样品进行SEM、XRD的表征和PL、光催化的性能测试。测试结果表明制备的ZnMn₂O₄/Mg-doped ZnO复合结构为微米球结构,有着较高的结晶度,但是样品开始沿（112）晶向生长。这有可能因为在复合的过程中,样品在（112）方向上有着较强的应拉力。PL结果表明样品在可见光范围内有着较强的可见光峰,这与样品内部的束缚激子有关。光催化降解图表明复合之后样品的光催化效果明显高于复合之前样品的光催化效果,且几乎降解了全部的亚甲基蓝溶液。