在诸多的过渡金属氧化物中,C0304是一种重要的半导体功能材料,具有稳定的化学性质和特定的磁学性能,因此在许多领域有着重要的应用,诸如能量存储、催化、传感器、场发射材料以及电致变色装置等,因此开发C0304先进功能材料并研究其相应的电磁性能具有重要的意义。近几十年来在纳米材料技术迅速发展的基础上,研究者们通过多种制备途径开发出形貌和尺寸多样化的C0304纳米材料,并报道了材料在不同应用领域的性能。所采用的方法主要包括化学沉淀法、水热／溶剂热法、溶胶凝胶法、模板法、电化学沉积法、化学气相沉积法、原子层沉积、雾化-热分解法等；所制备的C0304纳米材料的形貌主要有纳米线、纳米棒、纳米立方、纳米管、纳米带、纳米盘以及具有复合结构的纳米材料；所制备材料的尺寸范围分布很广,从几百纳米到小于10纳米不等。在此基础上,研究者们还开发出C0304复合材料,典型的如Co3O4/C(C=石墨烯,其它碳材料等)、MxCo3-xO4(M=Ni, Zn, Mn等)等材料,以期提高材料的性能。在诸多的报道中,具有吸引力和较高应用价值的材料往往满足如下特性之一：(a)具有特定形貌(如线状、片状)的纳米材料；(b)小尺寸(高比表面积,强量子效应)纳米材料；(c)具有多孔结构的纳米材料；(d)具有独立式(Freestanding)纳米结构的薄膜材料；(e)复合材料。具有以上单一特性的材料已多见诸报道,在此基础上,进一步开发具有多种特性的Co3O4纳米材料是一项艰巨而有意义的工作。另外,随着科技的日益发展,社会在能量存储、催化、环境污染治理、传感器、磁性材料等领域对C0304材料的数量和质量必将有进一步的需求,因此探索新的高产量、低成本、操作简便的制备路径仍然是一项具有挑战性并有前景的工作。基于电化学方法制备C0304纳米材料具有操作简单、方法灵活、条件温和等优点,因此近些年逐渐成为研究的热点之一。本论文从电化学的基本原理出发,以开发新型Co3O4纳米薄膜材料为主要研究方向,探索基于电化学方法制备具有多种特性的C0304纳米材料的新路径,并对所制备材料的电化学性能进行了研究。本论文的主要研究工作如下：(1)以金属钻作为反应原材料,通过碱液薄膜法制备出独立式C0304六边形纳米薄膜材料。通过XRD、SEM(?)■TEM手段对材料进行了物理学表征,通过观察进一步证明出纳米片内部具有类似泡沫状的多孔(介孔)结构。在电化学测试中,所制备的C0304材料作为锂离子电池负极材料,表现出较高的储锂容量和良好的循环稳定性；作为电化学传感器,该材料对的H202检测表现出较高的灵敏度。(2)基于电化学沉积／还原的方法制备了小尺寸独立式C0304纳米片薄膜材料。通过Ranman、XRD、XPS、SEM和TEM等手段对材料进行了物理表征。作为电化学传感器,该材料表现出良好的低浓度H202检测能力,实现了对1μmol L-1浓度的检测；作为催化材料,制备的独立式小尺寸C0304纳米片电极在电化学析氧中表现出良好的催化活性、稳定性以及较高的活性物质利用率。(3)基于电沉积方法制备了沉积均匀、负载量可控的C0304薄膜,研究了不同负载质量的Co3O4/ITO电极对电化学析氧催化的变化规律。通过EIS技术对电极在Tafel区的电极过程动力学变化规律进行了表征,从而得到了电极活性随C0304活性质量的变化规律。(4)以阳极氧化的Ti02纳米管(内径～70nm,长度5μm)序列为基体,通过光沉积的方法制备出Co3O4/TiO纳米管薄膜电极复合材料。通过XRD、SEM和TEM等手段对材料进行了物理学表征。在电化学测试中,Co3O4/TiO2纳米管复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出较高的储锂容量,并在不同放电电流下表现出良好的循环稳定性。