裂解水技术作为一种高效、清洁的能源转换和存储途径,逐渐被人们认可,并有望缓解能源短缺和环境污染问题。析氧反应（OER）涉及到复杂的多电子转移,严重限制了催化效率,而商业的OER催化剂多为贵金属基材料,其高成本束缚了裂解水技术的深层次发展。研发廉价和高催化活性的过渡金属化合物作为替代品备受关注,特别是过渡金属磷化物和碳化物,因存量丰富、催化活性优异、功能可调性和稳定性良好等优点,是一类潜在的新型电催化剂。目前,OER催化剂的常规合成方法可以获得完美形貌,但制备的催化剂往往存在成分复杂和结晶度差等问题,增加了对催化机理理解的难度。因此,探索一种简单、高效的合成方法,获得高结晶度且均匀结构的催化剂,对准确识别催化活性位点和研究催化机理至关重要。本文采用了高压合成方法在较短时间内制备纯相、均匀的铬的磷化物和双金属Co Mo P₂催化剂;同样地,将不同过渡金属成功掺杂进入渗碳体得到Fe₃C基碳化物催化剂,并对其催化机理进行了详细研究。富磷化物（Cr P₄）表现为由大量的纳米颗粒组成的蓬松结构,有利于大量活性位点的暴露和促进电荷转移。Cr P₄作为新型的OER催化剂具有较低的过电势(?₁₀=223 m V)和较快的动力学能(Tafel斜率49.7 m V·dec^-1),且经过60 h(?₁₀)的催化稳定性测试后,电流密度保留率为98%。与P（3.66 e V）比较,Cr位点具有较低的ΔG_III（2.31 e V）和对水分子更高的亲和性,使得Cr活性位点表现出极大的OER潜能。在OER过程中,Cr P₄的表面电子结构调整促进高价态Crⁿ⁺（3≤n≤4）转变为高活性的Cr³⁺,利于中间产物Cr³⁺（氧）氢氧化物生成,增强OER性能。双金属磷化物Co Mo P₂纳米颗粒表现出优异的催化性能,在电流密度为10m A·cm^-2处的过电势仅为270 m V,Tafel斜率为50 m V·dec^-1;在催化时长为20 h,电流密度没有明显的衰减,且保留率高达99%。Co Mo P₂表面的Co原子具有较高的催化活性,且OER催化中诱导部分表面Co重组形成Co（OH）₂进一步促进OER;Co作为活性位点,而Mo原子主要起到调整电子结构和保持Co Mo P₂的晶体结构完整性作用;另外,构建了部分氧化的表面结构模型来评估和预测双金属类磷化物的OER性能。将不同3d过渡金属（Mn、Co和Ni）分别掺杂进入Fe₃C,合成高结晶度、均质的Fe₃C型晶体结构。其中,介孔结构的Co-Fe₃C@CNOs是由大量CNOs包覆的介孔纳米结构组成,展现为出色的OER活性,电流密度10 m A·cm^-2处的?₁₀值仅为271 m V;在较高过电势400 m V,稳定时长40 h后电流密度的保持率仍大于97%。Co-Fe₃C@CNOs的催化活性与Fe和Co原子之间的协同作用有关,但非双金属Co和Fe原子的简单加成效果,掺杂的Co原子作为活性位点,能进一步降低限速步骤的势垒能(ΔG_III),增强OER性能。