随着科学技术的不断进步和世界经济的高速发展,地球上煤、石油和天然气等不可再生的化石能源储量越来越少,人类面临的能源危机逐步加重。而在化石能源严重消耗的同时,工业和日常生产生活产生的二氧化碳、二氧化硫和二氧化氮等物质,造成了严重的温室效应和大气污染,导致我们身边的环境问题日渐严重。因此,开发在自然界含量丰富、且对环境友好的可持续发展的绿色能源至关重要。其中,电解水制氢工艺过程简单,可大量制备高纯度的氢气,对环境无污染,是目前最有前景的大规模制氢方法。电催化全解水反应时,阴极表面会发生析氢反应（HER）,产生氢气;阳极表面会发生析氧反应（OER）,产生氧气。因此,为了加速化学反应动力学,提高催化效率,开发价格低廉、催化性能优异且自然界含量丰富的过渡金属全解水反应电催化剂至关重要。基于以上研究背景,本论文以过渡金属基电催化材料作为研究对象,通过对空位缺陷的微观调控,设计制备可用于全解水反应的电催化剂,具体研究内容如下:（1）在这部分研究中,通过还原处理成功地合成了带有硫空位的VS-Ni3S2/MoS2新型异质结构催化剂。通过X-射线衍射分析仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,X-射线光电子能谱仪（XPS）和电子顺磁共振波谱仪（EPR）等测试表征对催化剂的物相结构和形貌组成进行了系统地分析与研究。结果表明,硫空位和异质界面可以提供大量的活性中心,显著改善了电子和离子的传输,从而提高电催化剂的催化性能。合成的VS-Ni3S2/MoS2催化剂显示出优异的OER,HER和全解水反应催化性能,在10 m A·cm-2时,OER和HER的过电位分别为180 m V和71 m V,而在1.46 V的低电压下即可实现催化全解水反应。这项工作为电催化纳米材料的异质界面构筑及空位缺陷调控提供了理论依据和数据支撑。（2）在这部分研究中,通过控制磷化过程合理调控氧空位缺陷,成功合成了富含氧空位的VO-Co2P/Co Mn O异质结构催化材料。通过XRD,SEM,TEM,XPS和EPR等测试表征对催化剂的物相结构和形貌组成进行了系统地分析与研究。结果表明,多价态锰离子和氧空位调节了材料表面的电子结构,增加了催化剂的导电性和活性位点的数量。同时,磷的可控引入又调控了氧空位缺陷,加强了材料的稳定性,进而提升催化剂的整体催化活性。合成的VO-Co2P/Co Mn O催化剂显示出优异的HER,OER和全解水反应催化性能,在10 m A·cm-2时,HER和OER的过电位分别为41 m V和320 m V,而在1.59 V的电压下即可催化全解水反应。这项工作为纳米材料的空位调控、异质界面构筑及性能优化提供了理论依据及数据支撑。（3）在这部分研究中,通过锌离子掺杂和酸溶液刻蚀,成功合成了富含锌离子空位的VZn-Co NiN双金属氮化物催化剂。通过XRD,SEM,TEM,XPS和EPR等测试表征对催化剂的物相结构和形貌组成进行了系统地分析与研究。结果表明,在酸性溶液中,掺入的锌离子稳定性较差,大部分锌在酸溶液刻蚀的过程中优先解离,形成阳离子空位,增加了催化剂材料的内部孔隙,促进了电解质的扩散和运输,并提供了丰富的活性位点。残留的微量锌可以在最终催化剂中形成掺杂,锌掺杂可以改善催化剂的电子结构,通过重新分配电荷来激活催化位点,调控催化剂的d-带中心,有利于氢的解吸,从而提高催化剂的催化性能。合成的VZn-Co NiN催化剂显示出优异的HER,OER和全解水反应催化性能,在10 m A·cm-2时,HER和OER的过电位分别为40 m V和340 m V,全解水反应的电压为1.61 V。这项工作为电催化纳米材料的阳离子缺陷构筑及杂原子掺杂提供了理论依据与数据支撑。