鉴于日益严重的能源短缺和环境污染问题,开发可再生的清洁能源来替代传统的化石燃料已迫在眉睫。氢气（H2）作为一种理想的能量载体,具有能量密度高(高达142 MJ kg-1)、绿色环保无碳排放和燃烧产物可回收的特性而受到广泛关注。电催化水裂解技术可以利用电能从水中获得环境友好的高纯氢气,该技术还可以与风能、太阳能等间歇性能源相结合,提高整个可持续能源系统的利用效率,因此在国内外研究者的共同努力下,电催化水裂解技术得到了广泛的关注和迅速发展。水裂解由两个半反应组成,分别为析氢反应（HER）和析氧反应（OER）,其中HER是在阴极产生氢气分子,OER是在阳极产生氧气分子。然而,由于复杂的多质子耦合电子传递途径,HER和OER的动力学缓慢,严重限制了水裂解技术的推广。目前,商业化的水电解装置包括酸性质子交换膜电解槽和碱性水电解槽。但遗憾的是,目前质子交换膜电解槽常用的电催化剂多为贵金属（Pt、Ir、Ru）,导致成本升高,限制了实际应用;碱性水电解槽应用非贵金属电极时只能在低电流密度下运行,能量利用效率低下。而且强酸性或强碱性溶液是腐蚀性很强的环境,会导致酸雾污染,进而造成催化剂和电解槽的严重腐蚀问题。基于上述背景,本论文将非贵金属催化剂作为主要研究对象,在室温条件下,以泡沫铁为支撑基底合成了一系列自支撑型催化材料,并探究其在中性介质（1 M磷酸缓冲溶液）中的电催化水裂解活性。本论文主要进行了以下研究:（1）相对于析氢反应来说,析氧反应涉及多步质子耦合—电子转移过程,需要更大的活化能垒和过电势,因此是电催化水裂解反应的瓶颈。我们采用腐蚀工程的方法,在室温下以泡沫铁为支撑基底原位生长了钴掺杂氢氧化氧铁多级纳米材料（IF-Co-6）。所制备的IF-Co-6催化剂在中性介质中表现出优异的电催化OER性能,在电流密度为10 m A cm-2时仅需要429 m V过电势,而且可以稳定运行50小时,电流密度没有明显衰减。（2）通过同样的室温合成方法制备了以泡沫铁为支撑基底的铁掺杂硫化镍类球形结构材料。所制备的材料因其具有三维类球形纳米结构、增强的导电性和丰富的活性位点等优点,在中性介质中表现出了良好的电催化HER活性。我们探究了硫化钠浓度和反应时间对HER性能的影响,发现加入50 m M硫化钠,室温下反应2小时得到的催化材料（IF-Ni-S50）仅需要183 m V的过电势就可驱动10 m A cm-2的电流密度。