电催化在清洁能源转化中起到中转站的作用,而发展电解水制氢要以研发高效且稳定的催化剂为主要推手。铂基材料无论是在酸性还是碱性环境中都具有最为高效和稳定的催化能力,与之相矛盾的是铂的低存储量导致其价格高昂,为降低电催化制氢的成本,开发非铂基高效电催化剂势在必行。本文选择了物理化学性质均与铂相近的钯基材料作为主要研究对象,试图开发出可替代铂的催化材料。由于在碱性介质中进行电解水制氢是当前最利于工业生产与应用的便捷方法之一,合成碱性条件下具有高催化活性的钯基催化剂是本文的主要研究目标。目前报道的钯基材料在碱性介质中通常表现出较强的吸附氢气的能力,导致析氢反应动力学缓慢。本文采用了甲硼烷叔丁胺络合物（BTB）为还原剂,以乙酰丙酮钯（II）[Pd（acac）₂]为钯源,采用一锅法溶剂热合成钯基金属磷化物,通过对材料组分和形貌进行调控,进而对钯基金属磷化物在电化学催化析氢反应中的活性与稳定性进行研究。1.本文第三章以三苯基膦（TPP）为磷前驱体合成PdP纳米粒子,其物理表征结果显示P被成功嵌入到Pd的晶格之间,改变了PdP纳米合金表面疏松程度,Pd与P的电子间相互作用进一步促进了反应的动力学进程。经过对Pd₃P_0.95NPs在碱性介质中的催化性能进行测试,当电流密度为10 mA cm²时,Pd₃P_0.95NPs产生的过电位为75 mV,这比同等测试条件下的商业Pd/C要低185 mV。结合其物理表征结果,经计算得出Pd₃P_0.95 NPs的质量活性是商业Pd/C的两倍以上,这项工作表明PdP纳米材料可能是一种潜在的裂解水制氢催化剂。2.本文第四章合成了非晶态Pd-Co-P纳米合金（².4 nm纳米颗粒）,在催化碱性环境下析氢反应的过程中显示出了优越的活性,其过电位极低为14 mV,Tafel斜率为28 mV dec^-1。结合其物理表征结果计算得出其质量活性为1.4 mAμg^-1_Pd,比商业Pd/C高出15.6倍之多。Co不仅是Pd和P形成非晶态合金的良好搭档,而且能促进P元素的还原,使金属Pd在Pd-Co-P合金中表现出更多的正电性。由于三元非晶态合金具有非晶态原子结构、Pd的电子正性以及Pd与Co之间的协同效应,这些综合因素削弱了氢的吸附能,从而加速了水的解离。本工作为构建具有非晶态形貌的三元金属磷化物以提高电催化性能提供了一种新的思路,表明钯基材料是一种很有前途的水裂解制氢催化剂。该论文有图24个,表3个,参考文献101篇