光催化对污染物的有效降解和超级电容器性能的提高,是当今环境和能源两大领域重点的研究课题。本论文针对尖晶石型过渡金属纳米系统,通过纳米结构形貌调控、掺杂、碳点修饰、第二相引入等,围绕如何增强光催化和电化学性能,开展了系统的实验研究和分析。论文的主要工作概述如下:1、在静电纺丝法制备MgFe₂O₄纳米纤维状前驱物的基础上,通过调控热处理过程中的升温速率,得到实心结构和管中棒结构的尖晶石型MgFe₂O₄纳米纤维,并对其可见光下对光催化降解四环素进行了实验研究。结果表明,相对于实心结构的纳米纤维,管中棒形式的纳米纤维具有明显增加的光催化降解四环素性能。在综合性比较实验的基础上,认为比表面积的增加和光生空穴是引起管中棒结构的纳米纤维光催化降解四环素性能提高的主要原因。2、基于静电纺丝技术,制备了纯Fe₂O₃以及由Fe₂O₃和MgFe₂O₄两相构成的纳米纤维。研究表明,相对于单相纳米纤维,两相复合纳米纤维有较低的光学带隙和较高的可见光光降解四环素的性能,并在Fe₂O₃:MgFe₂O₄=2:1摩尔比的纳米纤维中得到最佳的可见光光降解四环素的性能。在综合性比较实验的基础上认为,光生电子和空穴的有效分离以及MgFe₂O₄和Fe₂O₃对四环素光催化降解的共同贡献,是引起两相复合纳米纤维光催化降解四环素性能提高的主要原因。3、在成功制备碳点和NiCo₂O₄纳米颗粒的基础上,合成了不同质量比的碳点修饰的NiCo₂O₄纳米颗粒系统。研究表明,相对于纯NiCo₂O₄纳米颗粒系统,3wt%质量比的碳点修饰,可以明显增加光吸收强度、降低荧光强度并导致可见光下对四环素的光降解性能的明显增强,在综合研究的基础上对碳点修饰引起NiCo₂O₄纳米颗粒系统光催化性能实质性增强的原因进行了讨论和分析。4、基于静电纺丝技术成功合成了S掺杂的NiCo₂O₄纳米纤维,研究表明,适当量的S掺杂,可使得样品的电化学性能明显增强。进一步地,以表现最优电化学性能的S掺杂NiCo₂O₄纳米纤维作为正电极、以商业活性碳作为负电极构建了非对称超级电容器,实验表明,在功率密度为¹18 W kg^-1时,能量密度可高达²2W h kg^-1,且显示出良好的循环稳定性,在经过5000次循环后电容量保持率仍高达⁸7%。5、利用水热法在泡沫镍表面合成了Ni-Co-S纳米材料,通过改变S含量和热处理条件,在泡沫镍表面成功合成出（Ni,Co）（CO₃）_1/2OH/NiCo₂S₄纳米线阵列。电化学性能研究表明,相对于其它形式的纳米结构,具有纳米线阵列形式的Ni-Co-S纳米材料具有最优的电化学性能。进而,以纳米线阵列形式的Ni-Co-S纳米材料为正电极和活性炭为负极材料,组装了非对称超级电容器,实验结果表明,在功率密度为²83 W kg^-1时,能量密度高达³4 W h kg^-1,且表现出良好的循环稳定性,在经过5000次充放电循环后,容量保持率仍维持在⁸3%。