二维纳米片材料由于超高的比表面积,优异的导电性和特殊的表面不饱和原子等优点,使其在储能和能量转换等领域有着极高的应用前景。但是,二维纳米片材料仍存在着传质慢和易堆叠问题。与此同时,目前二维多孔纳米片材料大多通过刻蚀或高温煅烧的方法制备,操作过程十分复杂且不具有普适性。鉴于此,我们发展了一种简单的氰胶-硼氢化钠法高效制备多孔钴基纳米片材料。在本论文中,我们主要制备得到超薄多孔Co3O4纳米片,泡沫镍负载Fe掺杂多孔Co3O4纳米片以及泡沫镍负载Fe掺杂CoP纳米片三种钴基纳米片材料,并对它们的水电解催化性能进行研究分析。主要研究内容包括:1.超薄多孔Co3O4纳米片(Co-UNMs)的制备及析氧性能研究。采用简单的氰胶-硼氢化钠法,以CoCl2/K3Co(CN)6氰胶为反应前驱体,在硼氢化钠水溶液中成功制得超薄多孔Co3O4纳米片。原子力显微镜测试结果表明片的厚度仅为1.5 nm,此外,高分辨透射电镜显示片上均匀分布着大量的纳米孔。同时,电催化测试结果表明该纳米片在碱性介质中的析氧反应(OER)过电势为307 mV,稳定性和活性都优于商业化RuO2催化剂。2.泡沫镍负载Fe掺杂多孔Co3O4纳米片(Fe-Co3O4 H-NSs/NF)的制备及析氧性能研究。基于几何效应和电子效应等作用,双金属材料可调控催化剂的催化活性。因此,在单金属Co3O4纳米片的基础上,我们在CoCl2/K3Co(CN)6氰胶形成过程中引入FeCl3,成功在泡沫镍基底上原位生长得到原子厚度Fe掺杂多孔Co3O4纳米片。由于Fe-Co3O4 H-NSs/NF的超薄厚度、大量的孔洞、Co与Fe原子间的协同效应、大的比表面积和高效的催化活性位点,以及具有三维多孔结构和高导电性的泡沫镍基底加速了分子/离子/气体的运输和电子传递,Fe-Co3O4 H-NSs/NF表现出优异的析氧性能,OER过电位仅为204 mV,相比于单金属Co3O4纳米片降低了 103 mV。3.泡沫镍负载Fe掺杂CoP纳米片的制备(Fe-CoP NSs/NF)及水电解性能研究。借助于氰胶-硼氢化钠法和高温磷化处理,我们成功制备得到Fe-CoP NSs/NF。此材料不仅保持了 Fe-Co3O4 H-NSs/NF的结构特点,同时P的引入也使得Fe-CoP NSs/NF的OER性能明显提升(过电位仅为89 mV),此外也表现出优异的HER性能(过电位为67 mV)。更重要的是,Fe-CoP NSs/NF可作为双功能催化剂应用于水电解。