三维多层次纳米结构(3DHNs)广泛应用于催化及储能相关领域,它在光催化降解污染物以及锂离子电池的电极材料方面都有着巨大的发展前景。研究表明新型金属氧化物/硫化物纳米结构的形貌控制对于提高物理、化学性能有着很重要的作用。在本研究中,我们通过调节化学反应参数,实现了对典型金属氧化物/硫化物纳米结构形貌的精细调控。具体包括:自上而下和自下而上制备方法相结合;金属有机框架的退火处理;液相还原化学后续处理。基于形貌调控的结果,本论文研究了所制备纳米结构的光催化、锂存储性能。主要的结果如下:首先,我们在室温下,采用一种简单的湿化学方法制备了Zn O 3DHNs。以氢氧化钾(KOH)作为蚀刻剂、柠檬酸(CA)作为保护剂,提出了基于保护剂剂和蚀刻剂的竞争交互作用的形成机制;通过选择KOH和CA的合适浓度,实现了对Zn O 3DHNs形貌的精确调控。所制备的Zn O 3DHNs可作为降解有机污染的光催化剂。第二,通过控制金属有机框架结构ZIF-67的退火处理,制备了一种封装在掺杂氮的介孔碳网络中的Co9S8纳米颗粒(纳米复合结构)。将其作为锂离子电池阳极材料测试时,纳米复合物表现出988 m Ahg-1的可逆比容量。其良好的电化学性能归因于多孔结构、大的比表面积(76.9 m2g-1)和掺杂氮的连续碳层网络结构。第三,通过液相还原后续化学处理方法,制备了Co3O4晶体核-无定形壳结构的纳米粒子/多孔纳米片复合结构,其中Co3O4纳米粒子弥散分布在超薄纳米片上。当用作锂离子电池的阳极材料时,它在50个循环后的可逆容量达1053.1 m Ahg-1,优异的电化学性能得益于Co3O4的介孔多层次结构。最后,在不添加任何其他的导电剂时,调控Co3O4中纳米结构的氧空位即可显著地改变其本征电导率和表面的电子状态。氧空位是通过把准备好的Co3O4纳米结构浸入不同浓度的硼氢化纳(Na BH4)引入的。最佳样品在80个循环后具有888.8 m Ahg-1的可逆容量。我们通过精细调控制备了3DHNs,采用不同的制备手段和方法获得了典型金属氧化物/硫化物纳米结构的多层次形貌,制备的纳米结构可用于光催化和锂离子电池的阳极材料。这些纳米结构的复杂形貌、更大的表面积、孔径以及改善的电导率的综合作用是它们具有优异性能的可能原因。