纳米阵列由于具有结构易调控和基底粘连紧密等诸多性能优势,在超级电容器,电解水催化剂以及气体传感器等领域都有着广泛的应用。过渡金属化合物纳米阵列因其高化学稳定性、高机械稳定性和价格低廉的优势在超级电容器和电解水研究领域有着广阔的应用前景。本文通过水热法和电沉积法制备过渡金属纳米阵列,作为电极材料对其电化学性能进行研究,通过对溶剂组成、活性物质的组分、制备时间等参数的调控,达到优化金属纳米阵列结构及改善电极电化学性能的目的。本文主要研究内容如下:1.采用两步水热法制备多孔网状FeCo₂S₄纳米片阵列,并将其作为超级电容电极和高效的双功能电催化剂。当电流密度为5 m A cm^-2时,FeCo₂S₄/NF的面积容量为7.37 F cm^-2。固态对称超级电容器FeCo₂S₄/NF//FeCo₂S₄/NF具有显著的能量密度19.12 W h kg^-1(434.61 W kg^-1),且循环3000次后电容保留率仍保持88.7%。作为电催化析氢反应（HER）电催化剂,在电流密度为10 m A cm^-2时,FeCo₂S₄/NF的过电位为155 m V;作为电催化析氧反应（OER）电催化剂,在电流密度为50 m A cm^-2时,FeCo₂S₄/NF的过电位为234 m V。另外,在碱性电解水系统中,FeCo₂S₄/NF作为双功能电解水催化剂,达到10 m A cm^-2时电解槽的电压为1.405 V。但是纳米片在多次循环过程中出现坍塌情况,因此需要进一步优化。2.采用水热法在泡沫镍板基底上直接生长Fe-Co-Ni硫化物纳米阵列,并研究水热时间及水/异丙醇比例对Fe-Co-Ni硫化物形貌和结构的影响。利用三电极体系对Fe-Co-Ni硫化物进行电化学测试。测试结果表明,水热时间17 h,水和异丙醇比例1:1条件下制备的Fe-Co-Ni网状纳米线硫化物的超级电容器性能最好。在电流密度为5 m A cm^-2时,其面积容量为3.87 F cm^-2,且充放电循环3000次后比电容的保留率为89%。3.采用电沉积法在Fe-Co-Ni-S纳米线骨架沉积Ni_0.5Co_0.5（OH）₂纳米片,研究电镀时间对二级结构性能的影响。对不同电镀时间的多层级纳米阵列进行电化学测试。测试结果表明,电镀90 s的纳米线@纳米片阵列的比电容最高,并且稳定性相比于一级结构也没有明显下降。这表明二级结构的制备在不堆积活性物质的同时也提高了材料的负载量,构筑的三维纳米结构有利于改善复合材料的电化学性能。