由于全球范围有限的化石能源消耗和空气污染等问题,寻找化石能源的环保替代品一直是备受关注的话题。开发高性能电催化剂促进HER生产氢气是目前的研究重点之一。迄今为止,在报道的所有非贵重催化剂中,用于HER的过渡金属基催化剂受到了广泛的关注,包括过渡金属氮化物（TMN）、过渡金属磷化物（TMP）、过渡金属碳化物（TMC）等。此外,为了协同高效催化HER反应,通常使用多金属化合物,其中,镍磷化物和钴磷化物通常表现出较高HER活性,具有较大研究意义。另一方面,海水分解是一种不给淡水供应带来压力的生产氢气的可行方法。然而,海水分解存在诸多挑战,包括氢氧化钙（Ca（OH）2）和氢氧化镁（Mg（OH）2）等不溶性沉淀物的形成、氯离子和局部酸度变化引起的电极腐蚀和细菌和微生物的存在。所有这些因素都会破坏催化剂的长期稳定性。到目前为止,许多HER过渡金属基催化剂已被用于海水分解。然而,关于碱性海水中高效稳定的镍钴双金属磷化物应用于催化HER的报道较少。此外,由于H2O中的HO-H键断裂对碱性HER的重要性,因此有必要设计一种异质结构催化剂以通过降低H2O解离的能垒来提高催化活性。本文以Ni2P、Co2P过渡金属磷化物为研究对象,制备了特定的海水分解催化材料并对其进行了第一性原理研究。通过探究所制备的催化材料在KOH溶液和碱性海水中的催化性能与催化机理,揭示了其在能源转化领域的应用潜力。然后通过建立合理模型,从原子层面探究材料表面小分子的吸附及反应过程,结合实验探究催化剂结构与性能之间的关系。本论文的研究工作由以下几个部分组成:1.Ni2P-Co2P双金属磷化物催化剂用于分解碱性海水产氢的研究本工作制备了一种泡沫镍负载的片状Ni2P-Co2P双金属磷化物（Ni2P-Co2P/NF）应用于碱性海水中催化HER的高效催化剂。通过在HCl中进行刻蚀和在NaOH溶液中浸泡以原位生长Ni（OH）2纳米片,然后在硝酸钴溶液中进行离子交换,在N2气氛下进行磷化,成功制备了具备纳米片形貌的Ni2P-Co2P/NF。Ni2P和Co2P异质结构的成功构建以及两者的协同作用提高了 HER性能,优化了表面电子结构。因此,Ni2P-Co2P/NF在10mAcm-2的电流密度下表现出86 mV的低过电势,在最近报道的用于海水分解的电催化剂中处于优势地位。此外,Ni2P-Co2P/NF在碱性海水中表现出超过100小时的出色HER稳定性,在氢气生产中的实际应用中具有广阔的应用前景。2.Ni2P,Co2P双金属磷化物异质结构表面HER催化性能的第一性原理研究本工作建立了稳定的Ni2P-Co2P异质结构模型,借助DFT（密度泛函理论）计算得到了各个吸附构型的吉布斯自由能,进而发现Ni2P-Co2P异质结构具有最佳的氢吸附自由能以及最低的水分子解离的能垒,即异质界面的引入可以优化氢的吸附和解吸以及H2O的解离过程。此外,根据态密度和电荷密度计算,成功证明了异质结构的形成可以优化界面上的电子结构,最终促进表面HER反应的进行。该工作为碱性海水分解催化剂的设计提供了可行的思路,可为工业应用提供参考。