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过渡金属氧（硫）化物具有储量丰富、拥有可变价态、廉价安全等优点,在电化学储能和环境催化方面有广泛的应用,但单一的金属氧化物或硫化物存在导电性差、活性低等问题,限制了其在能量存储及催化领域的应用。因此通过构筑复合异质结构、发挥多组分的协同效应制备具有良好导电性及结构稳定性的复合材料至关重要。本文以过渡金属钴基、铜基氧（硫）化物为研究对象,在三维骨架材料上原位构筑分等级的钴基、铜基异质结构,通过对材料的结构、组分及性能之间关系的研究,实现了钴基、铜基纳米材料的可控制备与性能提升。1.选择具有三维网络结构的泡沫镍为基底,在其上原位生长由一维纳米线组装而成的三维分等级“百合花”状的Co3O4材料。将其应用于超级电容器正极材料,在三电极测试体系中,当电流密度高达10 A/g时,其比容量仍然可以达到1600 F/g,经过5000周循环后,容量基本无衰减;在非对称超级电容器器件体系中,表现出较高的倍率性能（在电流密度为0.5 A/g,10 A/g,50 A/g时,比容量分别为108.1 F/g,96.4 F/g,77.9 F/g,）和循环稳定性（10000周循环）,在功率密度为1963 W/kg时,能量密度达到34 Wh/kg。其优异的电化学性能归功于一维纳米线和泡沫镍的紧密结合,同时提高了材料的导电性和循环稳定性。2.以泡沫镍为基底,通过原位分步反应,制备Co3O4@C@MnO2异质结构,其中Co3O4为异质结中的“核”,MnO2为“壳”。将其应用于超级电容器正极材料,在三电极体系中,当电流密度为20 A/g时,比容量高达1335.3 F/g;在非对称超级电容器器件体系中,当电流密度为0.5 A/g时,比容量为126.6 F/g,且在20 A/g下循环40000周后,比容量仍保持在61 F/g。系统的电化学性能测试结果表明Co3O4@C@MnO2表现出优于Co3O4@MnO2和C@MnO2的电化学性能,这归因于异质结构各组分之间的协同效应。3.通过静电纺丝法将无水乙酸铜纺入聚丙烯腈（PAN）中,采用溶剂热法原位硫化,在三维网状结构纤维上制备了柔性PAN-CuS异质结构:其中PAN作为结构支撑,由纳米片组成的CuS纳米花作为活性材料,在紫外光照条件下将其用于降解有机染料,结果表明此材料具有优异的催化性能和良好的重复利用性,这归因于PAN-CuS异质结构能够有效阻止光生电子和空穴的复合,提高降解率,且在不降低催化活性的前提下循环利用。