随着不可再生资源的大量消耗以及全球环境问题的日益加剧,清洁、高效、储量丰富的新能源开发问题受到了研究工作者们的高度关注。近些年来,过渡金属磷化物由于其独特的物理化学性质而成为一类具有广泛应用前景的功能无机材料,如其在锂离子电池材料、微电子、电催化、生物医疗科技等领域都显示出很强的应用潜力。尽管人们在金属磷化物纳米材料的制备和应用上取得了一些重要的进展,然而如何实现金属磷化物材料的宏量制备、拓展金属磷化物体系从二元向三元乃至多元化合物的过渡以及优化过渡金属磷化物纳米材料的性能,这将成为我们工作研究的重点。本论文将着重讨论简单金属磷化物纳米材料的宏量制备、二元乃至多元磷化物纳米材料的可控制备、磷化物与碳材料的复合并深入研究这些功能化磷化物纳米材料在锂离子电池、电催化分解水、超级电容器等领域的应用。取得的主要研究结果如下:1.设计和发展了一种简单、宏量制备碳复合金属磷化物纳米材料的方法,并研究探索了其电化学催化析氢性能。本实验利用乙酰丙酮基金属化合物和三苯基膦为原材料,在真空密闭的石英管中,采用高温热处理的方法成功的制备了碳包覆磷化钴的复合纳米材料（CoP@C）。研究了所制备的材料在电催化析氢反应中的应用,通过材料性能的对比进一步阐明了碳材料在催化过程中的重要作用。此外,我们所发展的制备方法可以作为一种普适的手段,可以利用不同种类的金属前驱源来制备不同类型的碳复合金属磷化物纳米材料,我们还进一步拓展了该合成方法制备了层状的FePSe₃/C的复合纳米材料并对其性能做了一个初步的探索。2.设计了一种简单可控的Ni₁₂P₅纳米颗粒溶剂热合成方法,实现了 Ni₁₂P₅单分散纳米晶体的控制制备,通过对碳纳米管（CNTs）进行修饰后并与Ni₁₂P₅纳米颗粒进行复合,得到了 Ni₁₂P₅/CNTs复合纳米材料。我们研究探讨了反应过程中反应溶剂对产物的影响。另外,我们测试了所制备的Ni₁₂P₅纳米颗粒及Ni₁₂P₅/CNTs复合纳米材料在锂离子存储及电催化析氢反应（HER）方面的性能,测试表明我们所组装的电极材料表现出良好的电化学锂储存性能和高效的电催化析氢活性。3.发展了一种简单、温和的一步热溶剂方法用于高质量单分散三元NiCoP纳米颗粒的控制制备。XRD、TEM等测试表明我们所合成的NiCoP纳米材料为六方晶相且颗粒的平均粒径约为8.5 nm。进一步的,我们研究了该纳米材料在不同电解液中的电解水应用性能。测试表明NiCoP纳米材料在酸性电解液中具有十分优越的HER性能,优于绝大部分的非贵金属HER催化剂的活性,同时该材料在碱性溶液中既可以用做HER催化剂也可以用作OER的催化剂,因此,我们以NiCoP纳米颗粒所修饰的电极作为电解池的阴阳极构建了一个全水分解的反应装置,并研究了其实际的电解水性能。此外,本工作中制备NiCoP材料的方法同样适用于其他一些三元磷化物纳米材料的合成。4.发展了一种溶液相自组装技术将尺寸均匀的三元NiCoP纳米颗粒组装在石墨烯表面,得到了一种独特的准平面结构的NiCoP/石墨烯复合纳米材料。这种结构使得材料在催化过程中可以提供更多的活性位点,可以有效的增加活性材料的电子传导过程,在锂离子测试过程中,还可以有效的缓解材料体积的改变。与纯相的NiCoP纳米材料相比,电化学测试也表明NiCoP/石墨烯纳米复合材料具有更好的电化学活性和稳定性。