近年来，随着社会经济的发展和人口急剧的增长，能源短缺和生态环境恶化已经成为全球性问题。为了解决能源短缺问题，开发新能源和拓展能源转换及存储技术成为了当下研究的重要方向。电化学技术由于其经济实用、绿色环保等特点在能源转换及存储利用方面有着广泛应用。电极材料是电化学应用的核心，电极材料的制备及改性是影响电化学性能的关键。传统的电极材料制备及改性方法存在着条件苛刻、耗时长和应用范围局限性等缺点，不能满足当前的电化学研究需求。因此，利用微波原理的一些新型方法，逐渐被应用于电化学电极材料的制备中。然而目前微波法尚未形成一种特定的材料制备及改性体系，仍需完善。针对这一问题，本论文将微波和氧化石墨烯结合，形成一种具有普适性的对电极材料制备及改性的方法，即微波燃烧法。论文中，详细研究了微波燃烧法制备及改性的过渡金属氧化物、单质和碳化物在超级电容器和电催化中的应用，主要研究成果概述如下：　　（1）利用具有普适性的微波燃烧法成功制备了多种引入氧空位的过渡金属氧化物与石墨烯的复合材料。微波燃烧法制备的引入氧空位五氧化二铌与石墨烯复合材料，成功解决了五氧化二铌导电性较差的问题。利用这种复合材料作为超级电容器电极进行有机电解液测试后发现，在2mV/s扫速下它的比容量可达到接近于理论值的726.2C/g，同时它还拥有着优异的循环稳定性和近乎100％的库伦效率。利用微波燃烧法制备的二氧化锰纳米颗粒与多孔石墨烯复合材料在酸性溶液两电极体系中，2mV/s的扫速下的比电容达到71.1F/g，也展现了优异的电化学性能。　　（2）利用具有普适性的微波燃烧法成功制备了多种过渡金属单质与石墨烯的复合材料。随着微波程度的加深，过渡金属单质将会生成。通过将氯铂酸在微波处理后，一步法制得铂纳米颗粒与多孔石墨烯的复合材料。将其制成电催化电极进行析氢和氧还原测试后发现，酸性溶液中析氢反应的Tafel值为35mVdec-1，氧还原反应的转移电子数为3.94,展现了优异的电催化性能。所制备的银纳米颗粒与石墨烯复合材料，由于其不同尺寸的均匀复合，也在不同应用领域有着广阔的前景。　　（3）利用具有普适性的微波燃烧法成功制备了多种过渡金属碳化物与石墨烯的复合材料。随着反应程度的不断加深，过渡金属氧化物会被还原成金属单质，然后再与碳反应生成碳化物。在为了研究电催化析氢性能影响的实验中，制备的不同维度氮、钴掺杂的多孔碳化钼证明了不同纳米化、掺杂处理都对电催化有着重要的影响。鉴于此，当利用具有普适性的微波燃烧法制备碳化钨纳米颗粒与石墨烯复合材料作为电催化电极测试时，它在酸碱中的Tafel值分别为43mVdec-1和59mVdec-1，展现了优异的催化活性。