多相催化已被广泛应用于化工、能源、生物和环境等与人类生活息息相关的领域中。其中电催化全分解水产氢产氧,是产生新能源的有效途径。针对多相电催化剂目前存在的导电性差、过电势高、活性较低的问题,本论文以电催化分解水性能为向导,以电催化剂的高导电性、高活性为切入点,通过对层状双金属氢氧化物(水滑石,LDH)纳米结构进行改性与优化,采用高温氮化、氧化、剥离等方法,实现了具有高导电性、高活性面、高分散性电催化材料的合成与制备。进一步采用实验与理论计算相结合,对以LDH为前体的氮化物、氧化物、以及水滑石纳米点的晶体结构、形貌特征、元素价态、金属间相互作用等进行了研究,并探讨了催化剂结构、形貌、组成对电催化分解水性能的影响；本论文研究了一系列以LDH为前体的过渡金属电催化分解水高活性催化剂,为开发新型高性能电催化剂提供实验与理论基础。本论文的主要研究内容与结果如下：1、通过反相微乳液法合成超薄NiFe-LDH纳米片前体,高温氨化得到Ni3FeN纳米颗粒,并对其电催化全分解水性能进行表征,其催化性能优于单金属的Ni3N,尺寸较大的Ni3FeN-Bulk,与之相同前体的双金属氧化物NiFe-MMO,并在一定程度上优于贵金属Pt/C,并且催化稳定性良好。其优异的催化性能取决于催化剂本身的金属特性与特殊的电子结构,不仅可以提高电导率还可加强对H2O分子的吸附,此外,催化剂的纳米尺寸效应增加了表面可利用的活性位点,也在一定程度上提高了催化效率。Ni3FeN-NPs表现出了比Ni3FeN-Bulk,Ni3N,NiFe-MMO,商业用Pt/C更为优异的全分解水电催化产氢(HER)及电催化产氧(OER)催化活性,并推动了关于全分解水双功能双金属氮化物体系进一步的发展。2、通过反相微乳液法合成单层NiTi-LDH纳米片,并以单层LDH为前体经过高温煅烧合成了超薄超小NiO纳米片(Mono-NiTi-MMO),尺寸为～4.0 nm,厚度为～1.1nm,分散于TiO2基底上,并且在碱性溶液中表现出优异的OER催化效果。精细结构表征与计算表明,在Mono-NiTi-MMO中,超薄NiO纳米片大量暴露了{110}活性面,该活性面有Ni3+活性位,并且其eg轨道变形,更有利于对H2O的吸附,提高了电子传导效率,进而提高氧化分解水效率。超薄超小氧化物材料在电催化方面具有潜在的研究应用价值,此方法也可对其他金属氧化物(如FeOx、CoOx、MnOx等)纳米片电催化剂进行调控,得到暴露更多活性面的催化材料。(3)通过共沉淀法合成ZnCO-LDH,并采用超声法将尺寸为几百纳米的水滑石剥离为3.5 nm,厚度仅～0.5 nm的单层超薄超小纳米点,为目前报道的尺寸最小的水滑石材料。该材料具有较大的比表面积,可暴露更多的活性位,在电催化分解水产氧反应中比水滑石前体的电流密度提高16倍。此外,超薄结构本身更易与电极表面接触,电子在电极与水分子之间具有更快捷的传输路径,同时,超薄材料表面的缺陷结构进一步促进了对水的吸附。通过该方法,也可合成含有Fe、Co、Ni、Mn等其它LDH材料纳米点。(4)ZnCo-LDH纳米点作为Ti02纳米管阵列(TiO2-NTAs)的助催剂,可以提高TiO2-NTAs光电催化分解水产氧性能。利用水滑石纳米点自身的正电性,通过电沉积法,将纳米点负载到TiO2_NTAs上。并通过分析不同负载条件,总结出水滑石纳米点负载的最佳条件范围为8 V电压下,负载时间2-5 mmin。该方法提供了一种LDH材料作为助催剂的应用,相比于块体LDH,纳米点在尺寸以及活性方面均表现出了一定的优势。