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锂离子电池作为一种能量密度高、绿色环保的储能器件已广泛地应用于电动汽车及便携式电子产品等领域。然而,作为当前商品电池的负极的石墨材料因其较低的比容量难以满足日渐提高的发展要求。过渡金属氧化物Mx Oy（M=Sn,Fe,Ni）具有更高的理论容量但受制于充放电过程中体积膨胀及导电性差等问题。颗粒纳米化作为通常的应对措施则产生了新的次生问题如首圈效率降低,制备方法复杂等。在此提出了碳包覆超小氧化物与还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide,rGO）复合的结构Mx Oy@C/rGO（M=Sn,Fe,Ni）,并通过离子渗入金属-有机框架后快速微波加热的方法完成了制备,有效地解决上述问题。SnO2@C/rGO的制备研究表明,以多孔的金属-有机框架（metal-organic framework,MOF）材料ZIF-8作为渗入对象,渗入时的溶质-溶剂体系和后续微波工艺参数的选择对材料合成有重要影响。确定了SnCl2-NMP的渗入体系,以rGO为吸波助剂并短时间微波3 s的工艺。最终得到了无定形碳包覆5 nm超小SnO2颗粒与rGO的复合材料,微纳米颗粒尺寸约0.5μm,SnO2的质量占比为22%。MOF材料吸附与超快的微波相结合,使得过往此类复合材料复杂、耗时的制备工艺得以改进。SnO2@C/rGO具有优秀的电化学性能。0.1 A g-1下首圈库伦效率为68.4%,循环200圈SnO2@C/rGO的放电/充电比容量为590.7/586.1 m Ah g-1,容量保持率为84.6%。SnO2@C/rGO相比20 nm纯SnO2比对样性能更为优异,这源于超小的纳米颗粒,碳材料包覆及rGO复合这三个结构要素。此外,利用COMSOL模拟了以SnO2@C/rGO为负极的全电池的放电过程。这些结果说明,上述的简单工艺,所获得的材料具有有效的形貌结构,进而获得了更好的电化学特性。SnO2@C/rGO的制备工艺可拓展为一种制备碳包覆超小氧化物与石墨烯复合的材料的方法。首先通过检验渗离子的ZIF-8的煅烧产物,筛选出合适的渗铁、渗镍产物。并探索合适的微波工艺和除杂工艺制备了Fe2O3@C/rGO和NiO@C/rGO。最后利用热力学计算预测了Fe2O3和NiO的电化学反应电位。至此,MOF吸附与超快微波相结合的工艺成为了一种能够广泛应用的、制备金属氧化物纳米复合材料的方法。这一新工艺及其产生的复合材料为下一代锂离子电池负极材料的开发与商业化应用提供了新策略。