该论文十分突出纳米材料结构设计,成功制备出几种纳米结构材料并将其应用到电化学电容器.具体开展的主要研究内容如下:(1)在电化学电容器领域首次较为系统的引入能量质量的概念.定量导出电化学电容器能量质量的热力学表达式.以此表达式为基础,对实验制得的几种材料的电容进行能量质量评价.(2)提出一种新的多孔材料溶胶凝胶制备工艺,以此工艺制备出粒径为3nm左右的四氧化三钴纳米晶.较为详细地研究了该氧化物的制备、形成机理.(3)用合成的四氧化三钴纳米晶制成电化学电容器电极,用循环伏安法、计时电位法研究材料的氧化还原特性、比容量性能.结合材料表征的相关结论,探讨了材料的微结构与比电容的关系.(4)对Y型沸石的主要特性如酸性、离子交换特性等进行简要概述.提出一种全新的Y型沸石表面生长技术.(5)成功制得Co(OH)<,2>/USY、Ni(OH)<,2>/USY复合物.用FTIR、SEM和TEM考察了材料各向异性的形貌形成机制.初步提出Co(OH)<,2>和Ni(OH)<,2>在USY外表面生长机理.(6)考察电活性物质Co(OH)<,2>和Ni(OH)<,2>负载量与复合物形貌的关系,得出复合物形貌与负载量存在量变与质变的规律:即较低的负载量能够实现Co(OH)<,2>和Ni(OH)<,2>的纳米结构设计.而较高的负载量将严重破坏材料的目标结构甚至根本无法实现Co(OH)<,2>和Ni(OH)<,2>在沸石表面的生长过程.(7)考察了两种复合物材料的电化学电容特性,结果表明Co(OH)<,2>/USY、Ni(OH)<,2>/USY突破了传统Co(OH)<,2>、Ni(OH)<,2>所具有的电池性能而表现出超电容特性.Co(OH)<,2>/USY表现出1492 F/g的最高比电容,Ni(OH)<,2>/USY表现出583 F/g的最高比电容.