化石燃料的过度开采与利用,引起能源危机与环境问题。开发清洁可持续的新能源与积极采取措施应对环境污染是解决上述问题的有效措施。氢能是一种绿色新能源,电解水制氢因操作简单、常温常压、产物纯净等优点而被广泛关注。此外,在环境污染的治理上,光催化技术作为理想的方式被广泛应用。纳米材料在催化领域应用广泛,其中铜基纳米材料由于铜原料丰富、价格低廉、导电性良好,同时作为3d过渡金属具有特殊的物理和化学性质,引起研究者的研究兴趣。本文利用廉价过渡金属铜的加入,成功制备了三元合金、非晶态合金和金属负载型TiO₂催化剂,并将其成功应用于电解水与水体污染物的治理中。本论文的主要研究内容如下:（1）介孔PtRhCu纳米合金的构筑及电催化析氢性能的研究利用软模板的方法制备介孔PtRhCu纳米合金,通过调节金属前驱液的配比来改变材料的组分、尺寸,进而得出催化剂与其析氢性能的构效关系。由于合金和介孔结构的协同增强效应,与商用的Pt/C比较,所制备的三元PtRhCu纳米合金的析氢性能有明显提升,并且表现出高的稳定性。（2）新型CuCoB非晶态合金的制备及其电催化析氧性能研究利用表面活性剂自组装的方法,制备新型有孔链状CuCoB非晶态合金,并且探究其电解水析氧性能。研究中发现Cu的加入不仅能减少团聚现象,保持非晶态合金规整的形貌,而且能够增加催化剂的导电性进而促进其OER性能。此外,非晶态合金存在大量的悬空化学键和丰富低配位原子,有利于催化剂对水分子的吸附活化,结合链状结构有利于电子的传递,因此链状CuCoB非晶态合金具有最好的催化活性。（3）PdCu-TiO₂材料的构筑及光催化硝酸盐去除性能的研究采用微波辅助合成与光沉积的方法制备PdCu-TiO₂,并将其用于光催化硝酸盐去除。通过双金属Pd、Cu与半导体材料TiO₂结合,有效降低光生电子和空穴复合,同时利用空穴氧化甲酸生成CO₂^·-,协同光生电子将水体污染物硝酸盐转化为清洁产物N₂,实现污染物的有效闭环。