近年来,纳米结构金属材料因其特殊的本征理化性质和新奇的纳米效应吸引诸多学者的关注,其中以钴为代表的过渡金属纳米材料具有永磁性、耐热性、催化性等特性,不仅在磁性材料、陶瓷领域、化工等方面已有一定的应用,而且在能源如电容器、电池以及生物医疗等领域具有巨大的发展前景。因此,积极研究和开发工艺简洁的钴基纳米薄膜材料的制备方法,探索相应的特殊性能和应用具有重要意义。在各种纳米技术中,电沉积方法制备金属纳米薄膜无需模板,具有工艺简单、成本低廉、通用性强等诸多优点。本文正是基于一种无模板的定向电沉积方法,进一步开发不同形貌体系的钴基纳米薄膜材料电沉积制备工艺,利用扫描电镜、透射电镜、接触角测试、电化学测试、XRD衍射谱、XPS光电子能谱、研究其生长机理和相应的表面润湿性能,另外在钴基纳米薄膜的应用方面,探索了类纳米针阵列体系下钴镍合金的制备及催化析氢性能,并创造性尝试在金属纳米结构基础上进行定向氧化获得金属纳米氧化物。具体内容如下:1.探索出适合钴基金属镀层不同形貌如“纳米针锥阵列”、“微纳米扇贝”以及“毛绒扇贝多级结构”等不同的纳米电镀条件,并经研究发现形貌的演变与电流密度的关系,经微观结构表征猜测“扇贝”结构褶皱逐层堆积的生长机理。2.研究了硬脂酸修饰后不同形貌的纳米结构钴膜的润湿性能,发现“毛绒扇贝”双级结构的超疏水性能最好,具有良好的自清洁和持久性。用不同模型解释了亲疏水机理,并摸索出快速对疏水性和黏附性进行双重调控的手段。3.结合单质金属纳米针阵列的制备,摸索镍钴合金的纳米定向沉积并测试不同形貌和比例下的催化性能,找到析氢过电势最低的合金配比,寻求提高析氢效率的理论解释。4.分别利用阳极氧化和高温氧化对不同形貌的纳米钴金属薄膜进行处理,分析氧化产物和电化学特性。