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进入新世纪以来,当代社会快速发展,随着传统化石能源的日渐耗竭以及环境污染的日益严重,迫切需要开发高效的能源存储和转化系统,以产生更多的能量才能满足人类的需求。燃料电池和电催化分解水是目前最受关注的高效清洁能源之一。其中,开发高效、廉价的催化剂是实现燃料电池和电催化分解水商业化最为核心的问题。在各种材料中,过渡金属氮（磷）化物由于具有类贵金属的性质,在提高贵金属的利用率和增加催化剂活性方面扮演着重要角色。而氮（磷）化物的尺寸对其催化能力有着决定性的影响。基于以上分析,本论文主要的研究内容如下:采用“锚定-组装”的方法,以杂多酸簇（POM）为前驱体,聚乙烯亚胺（PEI）为偶联剂,利用聚乙烯亚胺与多酸簇及载体之间强的静电作用,在载体上锚定小尺寸、高分散的多酸簇,经过后续的氮化或磷化过程可以有效防止多酸簇长大,获得一系列小尺寸的氮（磷）化物。具体如下:通过调节多酸簇(SiW12、PW12和PMo12)和碳载体的种类（氧化石墨和碳纳米管）,我们分别制备了小尺寸、高分散的氮化钨/还原氧化石墨烯（WN/rGO）、氮化钨/碳纳米管-还原氧化石墨烯（WN/CNT-rGO）、磷修饰的氮化钨/还原氧化石墨烯（P-WN/rGO）、氮化钼/还原氧化石墨烯（Mo2N/rGO）、磷化钼/还原氧化石墨烯（MoP/rGO）以及氮化钼-碳化钼/多孔还原氧化石墨烯（Mo2N-Mo2C/HGr）复合体。另外,由于没有商业的钒多酸簇,我们按照合成钒多酸簇的方法,以偏钒酸铵原料,调控一些合成参数,在镍泡沫基底上生长钒多酸簇前驱体以及原位转化为钒基氧化物,在经过后续氮化和磷化,合成了氮（磷）化镍-氮（磷）化钒异质结/泡沫（Ni3N-VN/Ni和Ni2P-VP2/Ni）复合体。此外,通过化学还原法（乙二醇法和NaBH4法）,实现Pt（Pd）在氮化钨（钼）/rGO（或CNT-rGO）上的还原和可控沉积,构筑了Pt（Pd）-氮化物/碳三元复合催化剂。将构建的三元贵金属催化剂用作燃料电池体系以及将二元氮（磷）化物/碳催化剂用于电催化分解水体系。实验结果表明,Pt（Pd）-氮化物/碳载体三元催化剂在燃料电池的阴、阳极反应中（MOR、FAO和ORR）展现出高的催化活性、优异的抗CO中毒能力和良好的稳定性,这归功于过渡金属氮化物对贵金属的优异的助催化作用;磷修饰的氮化物以及磷化物在酸性、宽pH展介质中展现出优异的HER的催化活性以及在碱性体系中展现出高效的全解水性能。表明了小尺寸的氮（磷）化物在电催化领域未来替代贵金属催化剂的巨大潜力。