随着化石能源的逐步消耗,能源短缺和环境问题变得日益严峻,开发一种清洁,可持续再生的绿色能源来减少人们对传统化石燃料的依赖变得尤为迫切。氢能是一种可持续的绿色能源。它具有零排放、储量丰富、能量密度高等优点,被认为是非常具有应用潜力的绿色清洁能源。目前,在碱性电解池中电解水是最有可能实现大规模产业化制氢的技术,然而,电解水制氢必须通过更高的能量壁垒,所以需要更高活性的金属催化剂来参与化学反应,比如:铂、铱、钌等贵金属。但因为贵金属储量较少而昂贵,因此电解水制氢工艺技术的规模化使用仍然难以实现。因此大量的学者开始探索价格相对低廉,高效绿色的非贵金属催化剂。本文主要在镍铁普鲁士蓝的基础上,探究镍铁类普鲁士蓝材料,镍铁类普鲁士衍生物以及类普鲁士蓝掺杂过渡金属二硫化物（二硫化钼或二硫化钒）衍生物的设计合成方法,通过实验和理论计算相结合的方法,进一步深入研究了这些催化剂在碱性环境下析氧反应（OER）的催化性能和催化机制,验证了过渡金属二硫化物（二硫化钼或二硫化钒）功能化掺杂能提高镍铁类普鲁士蓝等系列物的催化性能。主要内容和实验结果如下:1.采用水热的方法合成了NiFe PBA纳米离子,将其放于不同温度下进行高温煅烧,通过不同退火温度调控NiFe PBA形貌和结构。研究表明:NiFe PBA为立方体结构,在高温退火过程中,NiFe PBA随着温度升高,立方体结构逐渐坍塌形成石墨烯包裹的NiFe合金材料。退火温度为400℃时,其催化性能最好。该催化剂在碱性条件下,过电位为350m V,塔菲尔斜率为70.4 m V·dec-1,且循环稳定。各方面性能与Ru O2相当,说明NiFe PBA普鲁士蓝及其类似物在电催化析氧领域具有很好的潜力。2.采用水热合成的方法,在制备Mo S2过程中加入NiFe PBA纳米立方体合成了NiFe PBA@Mo S2复合材料,在氮气的保护下,经过400℃的高温退火煅烧,最终得到了NiFe@CN@Mo S2复合材料,系统研究了该复合催化剂的析氧性能,实验结果表明:该复合材料催化剂过电位为290m V·dec-1,塔菲尔斜率为56m V,优于未掺杂Mo S2的NiFe@CN。3.以碳布为承载模板,采用水热沉积的方式,先在碳布上沉积了VS2,再沉积NiFe PBA,合成了NiFe PBA/VS2/CC复合材料。在氮气的保护下,经过400℃的高温退火煅烧,最终得到了NiFe@CN/VS2/CC复合材料,系统研究了该复合催化剂的析氧性能,实验结果表明:该复合材料催化剂的过电位仅为146m V,塔菲尔斜率仅为48m V·dec-1,远优NiFe@CN和商用Ru O2。并结合DFT计算,系统阐述了VS2促进NiFe@CN析氧催化的机理,为设计与制备高性能析氧催化剂提供了新方向。同时这项工作也标志着在开发廉价高性能析氧催化剂材料方面迈出了重要的一步。