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过渡金属磷化物（TMPs）由于其独特的类金属相的原子结构,具有晶体结构稳定、导电性好、氧化还原能力强、分解水吸附能适中等优点,是电催化分解水的研究热点之一。但是由于TMPs在催化反应活性位点暴露率低、循环稳定性差等缺点,很大程度限制了其在电催化领域的实际应用。为解决以上问题,本论文以TMPs纳米电催化剂为主体,通过构建高比表面积的结构和Fe元素掺杂的方法,增加TMPs的比表面积、暴露更多反应活性位点、调整电子结构、增加导电性,进而降低分解水反应动力学能垒、增加催化反应速率。采用多种表征手段对所制备的Fe掺杂复合电催化剂的元素组成、电子分布、微观形貌、电催化活性及稳定性进行分析,并进一步对复合催化剂电解水活性增强的机理进行探讨。具体研究内容如下:1.以泡沫镍为基底,通过水热-气相磷化两步法成功制备了Fe掺杂超支化分级化阵列结构的镍钴磷化物催化剂(简写为NiCo1-xFexP HHAs/NF),并通过调控Fe元素的加入量,以探索最佳的Fe元素掺杂比例。对所制备的NiCo1-xFexP HHAs/NF催化剂进行XRD、XPS、TEM、SEM、BET等一系列表征,并在1 M KOH条件下研究了其电催化析氢（HER）及析氧（OER）性能,实验结果显示,Fe元素掺杂量为10%时,NiCo0.9Fe0.1P HHAs/NF催化剂的HER及OER性能最佳,在电流密度为10 mA cm-2时,该复合催化剂HER过电位为122.5 mV,OER过电位为269 mV,全分解水电压为1.57V。NiCo0.9Fe0.1P HHAs/NF优异的全分解水催化活性主要可以归因于独特的超支化分级化阵列结构与Fe元素掺杂协同改性,在增加催化剂的比表面积、提供更多反应活性位点的同时,还可以调节催化剂电子分布、增加催化剂电导率、加速反应进程,从而提升了其电催化全分解水性能。2.以SBA-15为模板,成功制备了Fe掺杂三维有序介孔结构的磷化二钴催化剂(简写为3DOMeso-Co2-xFexP),并利用XRD、XPS、TEM、SEM、BET等一系列的表征方法对样品的晶相、结构组成以及微观形貌等进行了测试分析。在1M KOH条件下研究了其电催化HER及OER性能,发现Fe元素掺杂量为10%时,3DOMeso-Co1.8Fe0.2P催化剂的HER及OER性能最佳,HER及OER过电位分别为90.6 mV和266.4 mV,两电极全分解水电压为1.58V(电流密度为10 mA cm-2)。3DOMeso-Co1.8Fe0.2P优异的电催化活性主要可以归因于三维有序介孔为催化剂提供的超大比表面积,不仅为催化反应提供了开阔的场所,并且最大限度的暴露了反应活性位点;Fe元素掺杂也对电子结构进行了调整,降低了催化剂内阻,进一步提升了复合催化剂的催化反应活性。3.通过溶剂热-气相磷化法两步法成功制备了Fe掺杂二维网筛状多孔纳米片结构的磷化钴催化剂（简写为2DMesh-CoFeP-x）,并利用XRD、XPS、TEM、SEM、BET等一系列的表征对样品的晶相、结构组成以及微观形貌等进行了测试分析。实验结果表明,Fe掺杂反应时间为5min的2DMesh-CoFeP-5催化剂在1 M KOH电解质中具有最佳的HER及OER性能,在电流密度为10 mA cm-2时,HER和OER过电位分别为79 mV和219.7 mV,在电流密度为20 mA cm-2时,全分解水电压为1.55V,并使用1.5V干电池成功驱动两电极体系全分解水,表现出了优异的催化活性。2DMesh-CoFeP-5催化性能的提高主要归因于二维多孔网筛状结构可以有效防止纳米片堆叠,可以为催化剂提供超大的比表面积、暴露更多的反应活性位点,同时Fe掺杂可以使催化剂材料的孔径变得更小、比表面积变得更大,还可以调节电子结构、加速电子传输速率,从而大大提高了全分解水催化活性。