过渡金属化合物由于其良好的催化及储能性质、天然丰度大、成本低、环境相容等优点受到了广泛的关注与研究。本论文旨在设计简单的化学液相反应制备过渡金属化合物纳米结构，实现结构诱导增进的超级电容器和电催化水裂解行为。本论文设计合成了Co3O4@NiO@NiMoO4异质纳米阵列结构；纳米片组装的Co0.85Se纳米管阵列结构；树状的Ni3S2纳米阵列结构，并对其超级电容器和电催化水裂解的性能进行了系统的研究，揭示了结构与性能的相关性。本论文主要内容和结果归纳如下：　　1．以泡沫镍为基底，尿素水解提供碱性环境，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，通过两步水热合成和后续煅烧法成功制备了Co3O4纳米棒/NiO@NiMoO4纳米片异质纳米阵列结构和蜂窝状的Co3O4@NiO@NiMoO4异质纳米阵列结构。超级电容器性能测试表明：Co3O4@NiO@NiMoO4在三电极测试系统中表现出大的可逆电容、高的能量密度功率密度。而且，所制备的异质纳米阵列结构在两电极对称超级电容器测试系统中具有比电容大、循环稳定性优异的性能。卓越的电化学超级电容器行为可以归咎于异质结构中不同离子间的协同作用。　　2．以钴前驱物纳米棒阵列为模板，通过液相化学转化法合成了纳米片自组装Co0.85Se纳米管阵列结构。由于其特殊的结构有利于离子的传输，Co0.85Se纳米管阵列在超级电容器三电极系统中展现了较大的电容性和良好的循环稳定性。而且，该Co0.85Se纳米管阵列结构可以作为一种高效、稳定的双功能全水裂解的电催化剂。该阵列结构组装的两电极电解装置表明：在碱性水溶液中当电流密度达到10mA cm-2时，所需要的电池电压仅为1.6V。　　3．通过简单的水热合成法，以泡沫镍为镍源合成了树形Ni3S2纳米阵列结构。由于Ni3S2独特的三维树状纳米结构以及良好的导电性，使其在超级电容器应用中表现出大的比电容和电化学稳定性；并且在电催化水氧化反应中表现出优越的电催化活性和良好的催化稳定性能。