现代化的进程导致了全世界对能源的需求扩大。其中大量的化石能源的使用产生了如二氧化碳等温室气体,这对全球气候环境造成了不小的危害,同时也逐渐影响到每一个人的生活。为了应对这个问题,可再生清洁能源的开发利用列入了很多国家的能源发展规划中,其中氢能倍受关注。目前,电解水制氢是一种备受推崇且有潜力的可面向能源发展产业化的技术。但是,构成电解水的析氢反应（HER）、析氧反应（OER）由于固有的反应机理,其动力学迟缓,能耗大,这就对电解水推向产业化构成诸多挑战。贵金属基（如Pt、Ir等）电解水催化剂的应用可以较好地应对这些挑战,但由于其储量极少带来了高额的成本问题。因此,解决这一问题就是要寻找廉价且有性能优势的替代材料,如过渡金属基催化剂。在目前有潜力的候选材料中,过渡金属磷化物、硫化物是不错的替代材料,其在催化速率、成本控制和合成方法等方面具有很好的优势,但各自也存在着劣势,例如过渡金属磷化物的导电性能欠佳,在电解水反应中容易发生团聚。而硫化物作为双功能全解水催化剂时,主要问题是催化活性、稳定性较差。因此均需要进一步探究改善其不足。介于以上情况,具体的研究内容如下:（1）依次通过水热合成法和热分解磷化工艺制备了Mn和W元素掺杂Co P（Mn-W-Co P/NF）纳米花材料。该材料特有的纳米花状结构使更多活性位点暴露,促进了反应中的电荷传输过程。对照单掺杂和零掺杂的实验表明,双过渡金属掺杂能够更显著地调控电子结构,促进水解离过程。电化学测试结果显示,在碱性溶液中,制备的Mn-W-Co P/NF纳米花材料对HER和OER均表现出高活性。因此,将Mn-W-Co P/NF纳米花材料同时用于阴阳极材料时,组成的全水解系统仅需要1.57V的电解电压就可实现10 m A cm-2的电流密度。此外,系统在25 m A cm-2的长期运行下拥有着良好的稳定性。结论表明双过渡金属元素掺杂是设计高性能双功能电催化剂的很有前景的思路,并且在实际应用中有巨大潜力。（2）通过简单的水热硫化法制备了生长在泡沫镍的具有高活性的Mo、P共掺杂的Co S纳米网状样品（Mo,P-Co S/NF-0.25）。除了拥有大的活性表面积外,网状结构在催化反应中还发挥着特别的优势,即不仅促进了电子的快速传输,还有着良好的结构强度,同时凭借载体的机械稳定性共同提高了Mo,P-Co S/NF-0.25纳米网的催化稳定性。测试结果表明,在10 m A cm-2的电流密度下,Mo,P-Co S/NF-0.25纳米网催化剂的析氢过电位为113.8 m V,析氧过电位为214.2 m V,全水解电压为仅需1.58 V。表明Mo、P掺杂可以有效地调节Co S纳米网的电子结构。（3）以泡沫镍为催化骨架,硫化钠为前驱体采用两步水热法的简单工艺制备合成了Ni Co-S/NF-120自支撑复合电极材料。S元素参与了Ni、Co电子结构的调控,进而提高了催化活性。作为一种高活性、自支撑的催化电极,在1.0 M KOH溶液中,Ni Co-S/NF-120复合电极对于OER、HER的过电位分别为327.2 m V(50 m A cm-2)和146.8 m V(10 m A cm-2),Tafel斜率分别为118.8 m V dec-1和75.6 m V dec-1,在长达48小时的稳定性运行中表现优秀,是一种很有前途的非贵金属双功能电催化剂。