电催化与光电催化分解水制氢是解决能源短缺和环境污染问题的重要途径。石墨双炔是具有中国标签的新型碳同素异形体，它是由sp杂化和sp2杂化碳构成的大共轭二维层状材料。天然的带隙、大的比表面积、以及优异的载流子传输性能和导电性，使得石墨双炔在电催化及光电催化领域具有广阔的应用前景。本论文我们利用石墨双炔的优异性能，开发了多个石墨双炔的电催化及光电催化分解水体系，系统研究了石墨双炔在电催化以及光电催化中的应用。取得如下研究　　结果:　　(1)首次利用石墨双炔高效的空穴传输性能，以石墨双炔作为空穴传输层构筑了量子点敏化的石墨双炔光阴极，提高了量子点的光电分解水制氢效率。拉曼光谱以及紫外光电子能谱表明4-巯基吡啶稳定的量子点与石墨双炔之间存在较强的π-π相互作用，这有利于光生空穴从量子点向石墨双炔的传输。可见光照和0V vs NHE偏压下，CdSe QDs/GDY光阴极能够产生-70μA cm-2的光电流密度，远远大于单独CdSe QDs光阴极的光电流。在12h光电解过程中，电流能够保持稳定，产氢法拉第效率高达95％，表明石墨双炔作为空穴传输层能够很好的提取量子点光生空穴，促进光生电荷的分离。　　(2)利用铜信封催化策略，构筑了GDY/BiVO4杂化光阳极，进一步地将铁咔咯分子吸附到电极表面，提高了电极的水氧化动力学。相比于单独的BiVO4电极，GDY/BiVO4电极的光电催化性能显著提高:在1.23Vvs RHE电位下光电流密度可达1.32mA cm-2，是单独BiVO4电极的两倍左右，在负载催化剂之后，电流的性能进一步提高。在2h的光电测试中，Fe Corrole/GDY/BiVO4电极能够保持较高的、稳定的光电流，这得益于石墨双炔与铁咔咯之间的协同作用，能够迅速地将光生空穴从BiVO4中导出并用于水的氧化反应。　　(3)利用石墨双炔优异的导电性以及与催化剂之间强的相互作用，以石墨双炔作为催化剂载体构筑了Co NPs/GDY@Cu电极。石墨双炔能够抑制Co纳米粒子的团聚，充分暴露其催化位点，显著提高产氧催化活性。Co NPs/GDY电极的产氧起始过电位约为0.3V，在1.60Vvs RHE电位下，催化剂单位质量活性高达413A g-1。这些结果表明石墨双炔作为催化剂载体能够很好地提高产氧活性。　　(4)首次构筑了超亲水的石墨双炔电极，将超漳的CoAl-LDH纳米片通过静电作用吸附到石墨双炔的表面。超亲水CoAl-LDH/GDY电极达到10mA cm-2电流密度时，过电位仅需340mV，而疏水的CoAl-LDH/GDY电极需要500mV，这得益于超亲水石墨双炔的多重优势如:吸附更多的催化剂，充分的电解-电解液接触以及提高的界面质子/电子迁移速率;此外超亲水石墨双炔被应用到CoAl-LDH/GDY/BiVO4光阳极，显著提高了电极的光电性能。这些结果表明超亲水的石墨双炔能够很好地促进水氧化反应。