当今社会,经济高速发展、能源急剧消耗,面临全球能源和环境危机,寻求可持续发展的新型能源成为当务之急。氢能燃烧热值高,来源丰富,且无碳排放,是目前公认的绿色的可持续能源。电解水制氢纯度高,已经具备成熟的技术,被认为是一种高效的制氢方式。实际生产中,由于较高的过电位而导致电解水效率不足。为解决此问题,科学家们致力于研究能够降低过电位,提高反应速率的电解水催化剂。迄今为止,最高效的析氢催化剂和析氧催化剂是Pt/Ir/Ru等贵金属基催化剂,由于储量低、价格高昂等因素,受到发展限制。近年来,研究者们发现过渡金属磷化物具有资源丰富、导电性好、金属特性等优势,被认为是可以代替贵金属的高效电催化剂。其中磷化钴具有高稳定性和高导电性的特点,能够提供Co和P双活性位点,被认为具有发展前景。但是,为了达到贵金属催化剂的催化效果实现工业化生产,还需要通过掺杂、多组分共同调控磷化钴的电子结构等手段来提高催化剂的导电性以及电催化活性。基于此,本论文采用导电性好的泡沫镍为基底,通过非金属和稀土金属掺杂,有效调控磷化钴的形貌特征,优化其电子结构,提升磷化钴基催化剂的催化活性和稳定性。本论文的主要内容及结论如下:1.采用传统水热法,在泡沫镍导电基底上,合成钴氢氧化物前驱体,然后再通过退火和磷化法合成氟掺杂的CoP/Ni2P复合材料。通过结构表征表明F-CoP/Ni2P/NF是丰富的纳米线结构,具有大的比表面积,有助于促进氢离子吸附以及氢气的析出。通过退火将F引入到CoP中改变Co和P之间的电子结构,以及CoP和Ni2P组分之间的协同作用,提高复合材料的催化活性。F-CoP/Ni2P/NF作为自支撑电极在碱性和酸性条件下分别进行电催化析氢性能表征,结果表明,在电流密度为10m A cm-2时,需要的过电位分别为99 m V和106 m V,Tafel斜率分别为76 m V dec-1和44 m V dec-1。F-CoP/Ni2P/NF复合材料在碱性和酸性条件下都具有较低的过电位和长期稳定性。2.采用水热和磷化法在泡沫镍基底上制备了氟掺杂的CuCoP二元金属磷化物,利用电沉积方法在其表面沉积Ni（OH）2,最终合成F-CuCoP/Ni（OH）2/NF复合材料。表征结果显示,F-CuCoP/Ni（OH）2/NF是纳米线和纳米片均匀分布的三维纳米阵列结构,很大程度上增加了复合材料的比表面积和活性位点数,在复合催化剂表面加快H+吸附以及H2释放;Ni（OH）2加强溶液中的电解质与电极表面的联系,加快电子传输。将杂原子氟引入调控CuCoP的电子结构,Cu-P和CoP组分之间的相互作用,实现多活性位点,有利于提升F-CuCoP/Ni（OH）2/NF复合材料的析氢反应效率。电化学测试表明,自支撑电极F-CuCoP/Ni（OH）2/NF在1.0 M KOH和0.5M H2SO4中,在10 m A cm-2的电流密度下的过电位分别为105 m V和146 m V,Tafel斜率分别为101 m V dec-1和69 m V dec-1。该催化剂在碱性和酸性条件下均具有良好的稳定性。3.以泡沫镍为基底,采用水热法和磷化法,制备镧掺杂的CoP,再进行二次水热,合成La-CoP/Co（OH）2纳米阵列。结构表征显示,Co（OH）2纳米片均匀装饰在CoP纳米棒的表面,这种结构使得La-CoP/Co（OH）2/NF拥有大的比表面积,暴露出多的活性位点。稀土金属元素镧掺杂调控CoP的电子结构,加速H+和质子传输;Co（OH）2和CoP之间协同作用,增强自支撑La-CoP/Co（OH）2/NF电极的电化学催化活性。电化学性能研究表明,当电流密度达到10 m A cm-2时,La-CoP/Co（OH）2/NF在1.0 M KOH和0.5 M H2SO4中的过电位分别114 m V和134 m V,塔菲尔斜率分别为99 m V dec-1和47 m V dec-1。La-CoP/Co（OH）2/NF复合材料在碱性和酸性中都表现好的长期稳定性和催化活性。