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大量化石燃料的燃烧给环境造成很大负担,能源和环境问题对社会可持续发展造成很大困扰。因此,寻找和发掘清洁,高效以及可持续的能源来解决这一危机是很有必要的。氢气作为一种理想的清洁能源一直备受关注。目前,通过电解水来获得高纯度氢气是一种获得清洁能源的重要途径。然而,电化学水分解是由两个半反应组成:阴极上的析氢反应（Hydrogen Evolution Reaction）和阳极上的析氧反应（Oxygen Evolution Reaction）。由于需要克服过高的超电势,电分解水在实际应用中产生的氢气是有限的;而且水氧化反应主要的瓶颈在于低能效,因此探索高效率和低成本的电催化剂对于这项技术的广泛传播仍然是一个很大的挑战。层状过渡金属氢氧化物由于其特殊的晶体结构,制备简单等优点已广泛应用于能源存储和转换、催化、水处理剂等领域。本论文基于层状结构的层间扩展为有效策略来提高水分解制备氧气的能力,采用一步到位的溶剂热合成法合成不同形貌的的二维层状材料,提高了过渡金属氢氧化物电催化分解水的能力。具体研究内容如下:1、通过一步溶剂热法合成了不同钴源作为原料的苯甲酸氢氧化钴（Co（OH）（C6H5COO）·H2O）,再改变反应时间,选出最优条件下制得的苯甲酸氢氧化钴纳米带,借助各种测试条件对其形貌,组成和结构进行分析,在1 M KOH溶液中对Co（OH）（C6H5COO）·H2O材料进行析氧性能测试,Co（OH）（C6H5COO）·H2O在10 mA·cm-2时的过电势约为360 mV,且塔菲尔斜率为76 mV/dec。Co（OH）（C6H5COO）·H2O优异的析氧性能缘于插入苯甲酸根离子引起氢氧化钴的层间膨胀,有利于容纳更多的电解质离子,并有利于它们的扩散和传输。2、利用上述相似的方法,制备了水杨酸氢氧化钴（Co（OH）（HSal）·H2O）用于高效电催化水分解。通过SEM、TEM、XRD、XPS等测试手段对其形貌、物相、组成进行分析。得益于层间扩张和原位形成的高价钴物质,Co（OH）（HSal）·H2O在10 mA·cm-2时的过电势约为360 mV,且塔菲尔斜率为47.5 m V/dec。其催化性能优于大多数基于钴基合成的电催化剂和标准Co3O4对应物。3、钴基催化剂是广泛研究的用于电催化析氧性能的材料。然而,在纯粹的醋酸氢氧化钴掺杂镍后能够极大地提高电催化OER性能。在1 M KOH电解液中对电极材料进行OER性能测试,在比较不同镍掺杂的醋酸氢氧化镍钴（（Ni,Co）5（OH）2（CH3COO）8?2H2O）复合物以后,最终得到镍钴摩尔比为1:4时析氧性能最优,即(Ni0.2,Co0.8)5（OH）2（CH3COO）8?2H2O。在10 mA·cm-2时的过电势约为359 mV,相应的塔菲尔斜率为61 mV/dec。通过一系列的测试方法,如SEM、TEM、XRD、XPS等对其形貌、物相、组成进行分析。可以知道,醋酸氢氧化镍钴纳米材料利用边缘共享的CoO6多面体的三维网络结构,其中Co2+和Ni2+离子随机分布在八面体位点,从而提高电催化析氧性能。