电解水由于其两个半反应的缓慢动力学,导致水分解不能自发进行,急需电催化剂的加入提高其反应速率和制氢效率。而钙钛矿材料由于其丰富的元素组成以及结构的多样性成为电催化领域研究的热点,但室温下的低导电率、低比表面积、较差的电化学稳定性等缺点限制了其在电催化领域的广泛应用。基于此,本论文以提高钙钛矿的电催化性能为导向,以电催化剂的高电导率、较大的电化学活性面积、较多的电化学活性位点等为切入点,通过对钙钛矿催化剂的组成和形貌进行一系列优化,采用对其A位点进行元素掺杂和其他高效电催化剂复合等方法,实现了具有高的电催化活性、稳定性、分散性的钙钛矿材料的制备。具体内容如下:1.铈掺杂La Co O3钙钛矿作析氢析氧双功能电催化剂的研究本章中利用微波/超声辅助水热法合成了Ce掺杂的La Co O3钙钛矿氧化物作为析氧反应（OER）和析氢反应（HER）应用的双功能电催化剂,实现了高效的双向电催化性能。所获得的La0.6Ce0.4Co O3样品具有良好的电催化活性,在10 m A/cm~2时,对OER和HER的过电位分别为380 m V和305 m V。OER和HER的塔菲尔（Tafel）斜率分别为80m V/dec和144 m V/dec,表明其快速的反应动力学。La0.6Ce0.4Co O3在碱性条件下优异的长期耐久性对水电解的实际应用也至关重要。同时,通过A位点取代产生的优良电导率和富集活性位点的协同效应,使得La0.6Ce0.4Co O3材料的电催化活性进一步上升,成为一种有潜力的OER和HER双功能电催化剂。2.锡掺杂LaNiO3钙钛矿作析氧电催化剂的研究本章中通过水热法制备了一系列不同锡离子取代比例的LaNiO3,并对OER具有明显的电催化活性。采用粉末X射线衍射和高分辨透射电镜系统地研究了钙钛矿氧化物的组成和结构。优化后的La0.9Sn0.1Ni O3-δ催化剂在碱性电解质中具有良好的稳定性以及明显增强的电催化活性,在10 m A/cm~2时过电位为318 m V,与原始LaNiO3（449 m V）相比,过电位降低了131 m V。瞬态光电电压（TPV）试验证实了Sn取代的界面电荷转移更快。同时,密度函数理论（DFT）计算表明,Sn取代有效地增强了Ni 3d-O 2p之间的共价,并且增强了催化剂表面吸附的含氧物质与活性位点之间的相互作用,有助于表面水分子的活化,从而进一步提高其OER电催化性能。3.LaNiO3@Ni Fe LDH复合型钙钛矿作析氧电催化剂的研究本章中利用微波辅助水热工艺合成了LaNiO3@Ni Fe LDH复合催化剂,并与普通水热法制成的催化剂进行对比,发现采用微波辅助水热法能显著提高其OER性能。制备的LNO@Ni Fe LDH-M1具有良好的电催化活性,在10 m A/cm~2的电流密度下,对OER的过电位仅有274 m V,且Tafel斜率仅有144 m V/dec,展现了其反应动力学提高固有电催化活性的迅速。LNO@Ni Fe LDH-M1在碱性条件下优秀的长期耐久性对电解水的实际应用也至关重要。其电催化活性的提高来源于LaNiO3和Ni Fe LDH形成的异质结构带来的一系列催化效应:优良的电导率、富集活性位点的协同效应、较大的电化学活性面积,以及微波良好的辅助加热效应。