环境和能源问题迫使科学家开发高效的能源转化和储能装置。过渡金属系材料由于储量丰富和多变的结构受到研究者的关注。由于钒的储量较多、价态多变、价格便宜、稳定性较高等优势,使其成为很有前景的催化/储能材料,但是单独（相）的钒化合物的性能相对较低,需通过形貌调节、异质结构建以及与碳复合等方法实现改善。基于以上分析,本论文的研究内容主要包括以下三个方面:（1）选用偏钒酸铵（NH₄VO₃）和二氰二胺（C₂H₄N₄）作为原料,通过液相蒸发合成前驱体材料,再将其进一步在氮气气氛下热处理,得到具有多孔结构的氮化钒（VN）与氮掺杂的碳（NC）复合的材料（VN@NC）。实验证明,通过控制投料比和煅烧温度,能够有效控制复合材料的形貌及组成。通过该方法合成的VN@NC复合材料可以作为高效稳定的超级电容器电极材料。材料有较高的放电比电容,电流密度是0.5 A g^-1时的放电比电容是268 F g^-1,并且有良好的循环稳定性。（2）选用五氧化二钒（V₂O₅）和六水合硝酸钴（Co（NO₃）₂·6H₂O）为钒源和钴源,通过水热-再组装的方法,经过氨气还原和氮化处理,成功制备了具有多孔带状结构的钴-钒双金属复合材料。通过调控比例和温度实现了对双金属材料的可控制备。该方法制备的材料能够作为电催化分解水催化剂。Co-V-6具有较好的析氢（HER）催化活性而Co-V-5则具有较好的析氧（OER）催化活性,将两者分别作为阴极和阳极用于电解水测试,表现出了良好的催化活性。当电流密度是10 mA cm^-2时,电压可以达到1.79 V,并且具有良好的稳定性。（3）基于前面的探究,发现前过渡金属与后过渡金属复合的材料在电解水方面有巨大的潜力。因此,进一步合成了片状钴-钒双金属复合材料用作电解水催化剂。由于Co₂V₂O₇·xH₂O中含有钴和钒元素,所以将其作为前驱体,经由氨气条件下可控的热处理,选择性得到组成可调的钴-钒双金属（Co₂VO₄和Co/VN）纳米片,从而为性能的调节提供了前提。将材料应用于电催化分解水反应中展现出优异的催化活性,当Co₂VO₄和Co/VN分别作为两电极体系中的阳极和阴极时,电池仅需要1.65 V的电压便可以达到10 mA cm^-2的电流密度,同时具有优异的稳定性。