由于传统化石能源的日渐枯竭以及全球环境的恶化,清洁的新能源的转化和储存成为目前的一个研究热点。超级电容器作为一种储能设备由于有着高的功率密度、长的循环寿命和快速的充放电能力而被广泛研究。而电极材料对其整体性能有着巨大的影响。此外,电催化水分解是一种获取清洁的氢能源的有效方式。然而,电催化剂的催化性能对其催化效率有着决定性的影响。本论文在泡沫镍和石墨烯基体上制备了一系列Co、Ni基的纳米复合物,然后研究了其超级电容器性能和电催化水分解性能。具体研究内容如下:(1)采用温和的一步水热法制备了一系列不同石墨烯含量的NCS@rGO-x纳米复合物催化剂。通过透射电镜研究结果表明过渡金属硫化物的形貌和尺寸随着石墨烯含量的变化而变化。此外,通过对NCS@rGO-x电催化析氧性能和光催化亚甲基蓝降解的研究表明其催化性能也很大程度上也依赖于石墨烯含量的变化。在电催化析氧过程中,当电流密度为10 mA/cm2时最优样仅需要276 mV的过电位。这主要是因为NCS@rGO-2样品独特的三维结构和高的导电性。此外,当被作为光催化剂时,最优样也展现出了较好的光催化降解亚甲基蓝的性能。(2)通过低温氢化和随后的化学浴沉积的方法制备了同源的Ni/Co基全水分解电催化剂。由晶体的Ni/Co合金核和5 nm左右的无定型的镍钴氧化物壳层构成的像珊瑚状的析氢催化剂(H-NiCo)在1 M KOH中展现出优异的电催化析氢性能。然后通过简单温和的化学浴沉积的方法将超薄的相互交错的FeOOH纳米片生长在氢化后的Ni/Co纳米棒上得到了性能优异的OER催化剂(H-NiCo@FeOOH)。在1 M KOH中,当电流密度为10 mA/cm2时H-NiCo@Fe OOH电极仅需要278 mV的析氧过电位,且塔菲尔斜率仅为47.5mV/dec。然后将H-NiCo和H-NiCo@FeOOH电极分别作为阴极和阳极组装在一起进行全水分解研究,结果表明电催化全水分解达到10 mA/cm2电流密度时需要1.65 V的外加电压。(3)通过对生长在泡沫镍上的NixCo1-xO@C电极进行磷化处理制备了三维NiCoOP@C复合物。因为过渡金属氧化物和磷化物的协同作用及电活性材料三维网状结构的设计使得所制备的NiCoOP@C杂化物电极展现出了优异的超级电容器性能,如长的循环稳定性和高的比容量。然后以制备的NiCoOP@C复合物电极为正极,活性炭修饰的泡沫镍电极为负极进行不对称组装。对此不对称组装的超级电容器设备进行电化学性能测试后发现在功率密度为394 W/kg时其能量密度为39.4 Wh/kg,而且在功率密度为7500 W/kg时仍然能保持21 Wh/kg的能量密度。实验结果表明Ni CoOP@C杂化物是一种很有实际应用前景的超级电容器电极材料。