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近年来,对配合物的研究不再局限于增加配合物的数量,人们更多的专注于其特殊结构所带来的优异性能,尤其是在催化材料、抗腐蚀性物质、吸附分离材料、电化学活性物质以及废水处理剂等的应用方面。而随着目前便携式设备的广泛使用,对于其主要器件之一—储能设备的研究日益受到关注。本文通过选择不同的配体或金属盐制备出了23种新颖结构的配合物,并通过分系列研究筛选出了可用作超级电容器电极材料的配合物前驱体,具体内容如下:1、以吡啶2,5-二羧酸（2,5-Pda）为第一配体,邻菲罗啉（Phen）为第二配体,选用六水合氯化钴（Co Cl2·6H2O）和六水合硝酸钴（Co（NO3）2·6H2O）作为钴源,制备了4种新颖结构的配合物（trans-O,O-1,trans-O,O-2,cis-O,O-1,cis-O,O-2）。考察了不同水热温度和不同水热时间以及不同原料配比等对产物结构和形貌的影响。采用X-射线单晶衍射仪（SXRD）对4种配合物产物进行了结构确认。通过X-射线光电子能谱仪（XPS）、X-射线粉末衍射仪（PXRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）以及紫外可见分光光度计（Uv-vis）等对配合物的粉末样品进行了表征,进一步确认了粉末样品的结构。由于配合物的导电性能差影响了其电化学性能,通过热重（TG）、扫描电子显微镜（SEM）及PXRD等分析,筛选出了trans-O,O-1作为制备超级电容器电极材料的前驱体。当在氮气流的气氛下,500℃下煅烧4 h,制备出了中孔结构的复合物（C（N,Cl）/Co O/Co）,将其用作超级电容器电极材料,在6 M KOH溶液中,当电流密度为2 A·g-1时,显示出685.6 F·g-1的比容量。在20 A·g-1的电流密度下经过2000次循环,稳定性良好。2、通过改变第二配体,用空间构型较Phen不稳定的2,2’-联吡啶（2,2’-Bpy）作为第二配体,制备出了空间构型与trans-O,O-1、trans-O,O-2、cis-O,O-1构型相似但异质的3种配合物（Co-1,Co-2,Co-3）。研究了不同水热温度和不同水热时间以及不同原料配比等对产物结构或形貌的影响。采用SXRD对产物进行了结构确认。通过XPS、PXRD、FT-IR、Uv-vis等对3种配合物的粉末样品进行了表征。通过TG、SEM及PXRD等分析,筛选出Co-3作为制备超级电容器电极材料的前驱体,在氮气流的气氛下,420℃下煅烧2 h,制备出了CoxOy均匀分散在碳基底的复合物（C（N,O）/CoxOy）,将其用作超级电容器电极材料,在6 M KOH溶液中,当电流密度为2 A·g-1时,显示出544 F·g-1的比容量。在20 A·g-1的电流密度下经过2000次循环,稳定性良好。3、以2,5-Pda为第一配体,通过添加稀土金属（Lns）,以Co（NO3）2·6H2O为钴源,制备出三类不同结构的Co2Lns2（2,5-Pda）6配合物。一类为4种Co2Ln12（2,5-Pda）6针状配合物（Ln1=Ce,Pr,Nd,Sm）。第二类为8种Co2Ln22（2,5-Pda）6针状配合物（Ln2=Y,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm）。另一类为4种在制备过程中混杂在相应Co2Ln22（2,5-Pda）6中的块状Co-Ln（Ln=Y,Er,Tm,Yb）配合物。研究了不同水热温度和不同水热时间以及原料配比等对产物结构或形貌的影响。采用SXRD对产物进行了结构确认。通过XPS、PXRD、FT-IR、Uv-vis等对Co2Ln12（2,5-Pda）6与Co2Ln22（2,5-Pda）6中选择的代表性配合物（分别以Co2Pr2（2,5-Pda）6和Co2Tb2（2,5-Pda）6为代表示例）进行了表征。通过TG、SEM及PXRD等分析,将Co2Pr2（2,5-Pda）6作为制备超级电容器电极材料的前驱体,在氮气流的气氛下,在800℃下煅烧2 h,制备出了叶片状结构的复合物（C/Pr2O2CO3/Co O/Co）,将其用作超级电容器电极材料,在6 M KOH溶液中,当电流密度为2 A·g-1时,显示出1440 F·g-1的比容量。在20 A·g-1的电流密度下经过2000次循环,电容仍为初始电容的88.5%。4、通过量化计算对形成的配合物进行了研究。选取零维结构的trans-O,O-2、Co-2作为研究对象。基于gaussrian 9软件包,对配体选用6-31G（d）基组,对配位中心原子选用lanl2dz赝势基组进行模拟计算。结果表明,配合物trans-O,O-2和Co-2的HOMO电子云主要集中在配体2,5-Pda上,而LUMO主要集中在Phen和2,2’-Bpy上。说明电子从HOMO跃迁到LUMO主要发生在2,5-Pda向Phen或2,2’-Bpy间的电荷转移跃迁。且通过进一步的分析可知,trans-O,O-2的稳定性要高于Co-2的稳定性,trans-O,O-2中的电荷转移更加显著。通过对上述研究结果进行分析可知:（1）多孔状材料能够提供较大的比表面积,有助于电解液的扩散和离子以及电子的传输,进而提高材料在超级电容器的应用性能。（2）惰性气氛下煅烧的产物能够保留配合物前驱体中的碳材料,有利于提升材料的导电性能,进而提高超级电容器活性材料的利用率。（3）将稀土引入到Co基配合物中,可以得到双金属的衍生材料。将其作为前驱体可以充分发挥过渡元素Co和稀土元素的共同作用,有利于提升超级电容器的比容量。