随着能源短缺,环境破坏等问题的出现,电池、燃料电池、电化学电容器等电化学储能技术开始逐步发展。在这些能量转换装置中,材料成为影响装置性能的一个重要因素。在金属基纳米材料中,铜基纳米材料因为其优异的物理和化学性能而被广泛研究。基于其优良的电荷存储机制,将铜这种过渡金属引进到纳米材料中己在电化学领域被广泛应用。本文对铜基纳米材料的制备方法以及其电化学性能做了介绍,具体为以下三个部分:1.多孔氧化铜纳米颗粒的可控合成及其在葡萄糖传感器中的应用:本项工作通过简单煅烧CuC2O4颗粒合成了具有氧空位的多孔CuO颗粒,并且通过一系列的表征证实了氧空位的存在。当具有氧空位的多孔CuO颗粒被制备成非酶葡萄糖传感器时,它显示出高灵敏度和良好的抗干扰能力。氧空位可以帮助提高电子到达表面的速率并且加速表面氧化还原反应的动力学以提高材料的电化学性能。制备的无酶葡萄糖传感器具有高达10490.45μA mM-1 cm-2的灵敏度和良好的抗干扰能力,比之前研究的许多贵金属基和氧化铜基电催化剂都要高。该工作验证了多孔氧化铜纳米颗粒可成一种实际的无酶葡萄糖传感器材料。2.Cu-MOF@δ-Mn02复合材料的可控合成及其超级电容器性能的研究:随着储能需求的不断增加,水溶液电解液由于其具有不燃性,成本低,组装方便和离子电导率高等优点成为主流。在此,我们报道了通过一种可控方式成功合成超薄Cu-MOF@δ-MnO2纳米复合材料,并在以含水电解质为基础的电化学电容器中得以应用。从电化学性能测试来看,电极在含水电解质的不对称超级电容器设备中表现出了高性能,其操作电压窗口达到2.0 V,在1.0Ag-1的电流密度下具有340 F g-1的高比电容。在循环6000次之后,电容只有5%衰减。充电-放电过程中的优异性能归因于逐渐生成的膜,可以在允许离子传导的同时防止电子传导。宽充放电电势范围,高比电容以及长循环寿命使其成为一种理想的超级电容器电极材料。3.Zn/N掺杂的氧化铜材料的可控合成及其电催化(OER)性能的研究:本项工作中,我们首先通过简单的搅拌合成法生成Zn-ZIF前驱体,再通过一系列的浸泡和煅烧合成具有Zn/N掺杂的CuO材料。我们通过对锻烧温度的调控,合成了三种不同的材料,并对其进行了氧析出测试。在1M的KOH测试溶液中,样品展现了不同的电催化性能。性能最优越的材料在1.79 V电压下电流密度达到100 mA cm-2,且其具有最低的电流响应电压,为1.52 V。三个样品的tafel斜率分别为166,188,325.85 mV dec-1。对比之前的铜基材料应用在电催化方面的工作,本工作仍然存在一些待改进的地方,但多元素引进的掺杂方法可以作为电催化材料合成中的一个重要借鉴。以上工作介绍了几种铜基纳米材料的简单合成方法,在实验中我们通过对实验条件的调控来改变样品的形貌,并在实验中对其性能进行了优化,使其分别在葡萄糖传感、超级电容器、电催化的应用上展现出了优异的性能。在这一系列的实验之中,我们通过对比和总结材料的结构和合成条件,为铜基纳米材料的发展和应用奠定了一定的基础。