近几年,随着大量化石燃料的快速消耗,全球气候变化和能源危机成为必须面对的问题。因此,有必要寻找一种可持续、高效清洁的能源来替代化石燃料。目前,氢能源被视为一种较有前景的选择,并且可由水的电解得到,因其制取方法简易而受到青睐。电化学分解水可分为两个半反应:阴极上的析氢反应(HER)和阳极上的析氧反应(OER)。然而,OER和HER通常需要较大的电位来驱动电化学水分解,导致电分解水成本高、效率低。贵金属催化剂虽然能提高电解水的效率,但因价格昂贵以至于不能被大规模使用。因此,找到能用于HER和OER的廉价且高效的非贵金属电催化剂,对于提高能源利用效率具有重要意义。目前,在第一过渡族金属中,第八族的镍基和钴基催化剂因低成本和在碱性溶液中高性能等优点而被广泛使用。本论文在镍基和钴基的基础上引入其他非贵金属,旨在进一步提高其分解水的能力。具体研究如下:1.用溶剂热法合成了不同钼掺杂量的1,3,5-均苯三甲酸镍基MOF(Mox-Ni-BTC),然后通过微波硫化得到Mox-NiS2。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)等测试手段对其形貌、组成和物相进行分析,以及在1.0 M KOH的电解质溶液中进行了HER性能测试。结果表明,Mo0.2-NiS2展现出最佳的电化学活性,其在20 mA cm-2时的过电位为273 mV,塔菲尔斜率较低(109 mV dec-1)。由此可得,引入适量的Mo对Ni S2的电催化HER动力学有明显的优化作用。2.用溶剂热法合成了不同钴铈比例的甘油酸酯盐(简称CeXCo1-X-Gly),在马弗炉中将其煅烧得到CeYCo1-YOX,并对这些氧化物进行形貌、物相分析和OER性能测试。在1.0 M KOH的电解质溶液中,催化剂Ce0.15Co0.85OX在10 mA cm-2的电流密度下的过电位为330 mV并且低于其他系列的CeYCo1-YOX,表现出最优电化学性能。实验测试结果充分证明了Ce物种与Co3O4之间的协同效应,并且Ce的引入能提高Co3O4的OER电催化性能。3.利用离子聚合获得了不同镍钴比例的海藻酸镍钴凝胶,将其煅烧即可得海藻酸镍钴/碳气凝胶。在1.0 M KOH的电解质溶液中对其进行OER性能测试。通过比较不同镍钴比例氧化得到的海藻酸镍钴/碳气凝胶的OER性能,最终得到镍钴质量比为1:1的催化剂性能最优。由此可知,镍和钴之间的协同电子效应在一定条件下能提高OER性能。