人类文明进步加快,然而在能源危机和水资源短缺的形势下却带来了巨大的挑战。铁基氧化物具有原料来源丰富、无环境污染、安全性好、电化学性能较优等优良性质,被广泛应用于光催化及电化学储能领域。为了解决材料本身导电性差以及充放电过程体积膨胀造成材料的破坏等缺点,本文将铁基氧化物与导电性强的碳材料进行复合改性,得到的复合材料在光催性能及电化学性能方面均有提高。具体内容如下:采用溶剂热法制备了磷酸铁锂/氧化石墨烯复合材料（LiFePO₄/5%GO）。制备过程中GO均匀包裹在LiFePO₄表面形成了导电网络,一方面抑制了颗粒团聚长大的同时提高了材料的导电性,有利于光生电子迅速转移;另一方面增加了催化剂的比表面积,有利于染料的吸附,从而提高了光催化性能。分别讨论了H₂O₂添加量、pH值、光照等条件对材料光催化性能的影响。实验结果表明,在可见光照射条件下,调节体系pH=9,加入1 mL H₂O₂的反应体系中,LiFePO₄/5%GO复合材料对染料罗丹明B的脱色率为76.83%,优于LiFePO₄。证明LiFePO₄/5%GO复合材料作为非均相光芬顿催化剂不仅拓宽了染料pH值的适用范围,而且相比于LiFePO₄具有更强的可见光响应。以GO为碳源,通过光-芬顿氧化法制备得到超小石墨烯（USG）再通过微波煅烧法合成ZnFe₂O₄-USG。最后通过氙灯光照在ZnFe₂O₄-USG表面均匀的负载Ag,得到了Ag/ZnFe₂O₄-USG复合材料。USG在材料中既能起到隔板作用,限制晶粒的空间生长及团聚,增加了反应的活性位点使得Ag/ZnFe₂O₄-USG具有较高的比电容;同时USG隔板之间彼此相连形成三维导电碳网结构又能提高材料的导电性,从而提高了材料的倍率性能。Ag的加入进一步提高了材料的导电性,最终形成的Ag/ZnFe₂O₄-USG电极材料在2 mV s^-1的扫速下的比电容为730.8 F g^-1,且在100 mV s^-1的扫速下比电容仍可保持在367.6 F g^-1,表现了很好的倍率特性。很好的弥补了铁基氧化物材料倍率性能差的缺点。最后,以Ag/ZnFe₂O₄-USG复合材料为负极以镍钴铝-层状双氢氧化物（NiCoAl-LDH）做为正极组装成非对称超级电容器,当功率密度为4.5 kW kg^–1时,能量密度可达22.6 Wh kg^–1,表现出了很好的电化学性能。