人类社会赖以生存的化石燃料是不可再生资源。随着社会与科技的发展,能源消耗量逐渐增加,且化石燃料燃烧所造成的空气污染严重威胁着我们的环境。所以,日益增长的能源需求以及亟待解决的环境问题是我们目前面临的巨大挑战。针对这些问题,以太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能和核聚变能等为主的新能源越来越受到各国的重视。氢能是一种清洁的可持续能源,其燃烧产物是水,且本身无毒害。利用电解水制氢是一条清洁可逆的路径。传统的贵金属电催化剂虽然催化活性高,但由于价格昂贵,地壳含量稀少,极大地限制了电解水制氢的发展。所以,设计合成基于非贵金属的、具有高催化活性与稳定性的电催化剂是目前研究的热点。对于这一问题,本文设计合成了双金属磷化物、氧化物、氮化物催化剂,通过调控纳米催化剂的形貌与电子传输特性,实现了高效稳定的水分解制氢应用。具体内容如下:（1）利用模板法,合成了二维NiCoP纳米片组装的空心纳米管阵列。经过零维石墨烯量子点的修饰,构筑一维的GDs/Co_0.8Ni_0.2P纳米管阵列。由于催化剂超大的比表面积、良好的电子传输能力、高度分散的石墨烯量子点,GDs/Co_0.8Ni_0.2P纳米管阵列表现出良好的HER和OER催化活性。在电流密度为10 mA cm^-2时,GDs/Co_0.8Ni_0.2P纳米管阵列仅需1.54 V的外加电压,且具有良好的稳定性。（2）利用水热法合成了一维CuCoO_x纳米线阵列,经过氢化与碳化工艺,构筑了由氮掺杂碳（NC）、铜钴合金（CuCo）和缺陷态铜钴半导体（CuCoO_x）复合形成的核壳结构莫特肖特基纳米线阵列电催化剂。对于HER和OER,NC/CuCo/CuCoO_x纳米线阵列在电流密度为10 mA cm^-2时的过电位分别为112 mV和190 mV。更重要的是,NC/CuCo/CuCoO_x纳米线阵列同时作为阴极和阳极,展现了良好的全分解水催化活性,在电流密度为10 mA cm^-2时,仅需1.53 V电压。其良好的催化活性和稳定性归功于催化剂的高导电性,大比表面积,大量的活性位点,以及由金属、半导体、和氮掺杂的碳层的协同作用构建起的良好的电子传输通道。（3）通过碳化/氮化诱导的原位生长策略构建了由氮掺杂碳（NC）、镍铜合金（NiCu）和镍铜氮化物（NiCuN）形成的NC-NiCu-NiCuN纳米线阵列电催化剂。通过电学性质和电子传输的双重调制,NiCu纳米合金、NiCuN和碳层的原位耦合不仅促进了整个系统中的连续电子转移,而且还有利于电导率的增强和活性位点的暴露。归功于催化剂的协同作用,NC-NiCu-NiCuN纳米线具有良好的HER和OER催化活性,在电流密度为10 mA cm^-2时,其过电位分别为93 mV（HER）和232 mV（OER）。NC-NiCu-NiCuN的双电极电池在10mA cm^-2电流密度下仅需1.56 V电压,并且在50小时的稳定性测试中具有显著的耐久性。