氢能是一种在当今形式下非常有前景的清洁新能源,它是解决能源危机的重大突破口,也是能源可持续发展的重要研究方向。水电解制氢是一种获得高纯度氢能的有效方式。电解水制氢过程涉及阴极的氢气析出反应（HER）和阳极的氧气析出反应（OER）。目前具有高效催化活性的贵金属铂由于储量有限、价格昂贵等原因限制了其在工业上的大规模应用,所以开发低成本、高活性的非贵金属催化剂来提高制氢效率和降低成本,为氢能的开发和利用具有关键性的作用。本文以开发高催化活性、低成本OER催化剂为出发点,制备了层状金属氢氧化物,并在此基础上对其进行处理,制备出层状金属氧化物、还原性层状金属氧化物以及层状三金属氢氧化物。本文通过对非贵金属催化剂的结构设计,极大的提升了催化剂的OER电催化活性,并提出了对电解水具有较好催化活性的非贵金属催化剂的合成方法。本文的主要研究内容如下:（1）采用水热法在泡沫镍（NF）上制备了具有二维层状结构的金属氢氧化物（NiCo LDH/NF、CoFe LDH/NF、NiFe LDH/NF）。电化学测试结果表明层状金属氢氧化物与商业氧化铱相比,其OER催化活性:CoFe LDH/NF＞NiFe LDH/NF＞NiCo LDH/NF＞Ir O2,最终得出结论,OER催化活性保持最好的是CoFe LDH/NF,在50 m A cm-2处CoFe LDH/NF可达287 m V,其过电位较商业Ir O2减小了169 m V。（2）在层状金属氢氧化物的基础上,通过煅烧法制备了具有二维结构的层状金属氧化物（NiCo2O4、CoFe2O4、Ni Fe2O4）。电化学测试结果表明层状金属氧化物与商业氧化铱相比,其OER催化活性:Ni Fe2O4/NF＞Ir O2＞NiCo2O4/NF＞CoFe2O4/NF,最终得出结论,OER催化性能最好的是Ni Fe2O4/NF,在50 m A cm-2处其过电位较商业Ir O2减小了31 m V。（3）在层状金属氧化物的基础上,使用硼氢化钠溶液对层状金属氧化物进行还原反应。通过控制还原时长,制备含有氧缺陷的层状金属氧化物结构。电化学测试结果表明还原性层状金属氧化物与商业氧化铱相比,其OER催化活性:r Ni Fe2O4/NF（3）＞Ni Fe2O4/NF＞r Ni Fe2O4/NF（2）＞r Ni Fe2O4/NF（1）＞Ir O2。因此性能最好的是r Ni Fe2O4/NF,过电位较商业Ir O2减小了35 m V。（4）在NiFe LDH/NF的基础上,通过调节Zn的添加量来控制OER和HER活性位点的电子结构,电化学测试证明,当Ni、Fe、Zn离子的摩尔比为2:2:1时具有优异的OER催化活性,50 m A cm-2处NiFeZn LDH/NF（1）的过电位较商业Ir O2减小了103 m V,HER催化活性50 m A cm-2处NiFeZn LDH/NF（1）的过电位较商业Pt/C仅相差24 m V,接近于Pt/C,说明NiFeZn LDH/NF（1）是性能良好的双功能催化剂,并且设计出的太阳能电解水装置仅在1.585 V电压就可驱动。该催化剂还具有超长稳定性。