氢能作为一种清洁和可再生能源,有望成为传统碳基燃料的理想替代品。在众多制氢方法中,电解水被认为是一个有前途的制氢技术,能耗低、零碳参与（2H2O→O2+2H2）,且生产的H2纯度高。它由阴极析氢反应（HER）和阳极析氧反应（OER）组成。由于OER过程涉及4e-转移,反应动力学迟缓,导致O-O键的形成需要更高的热力学电位（＞1.23 V）,这大大降低了水分解的整体效率。使用其它热力学上更有利的反应（如尿素、甲醇、乙醇和甘油氧化等）取代OER是近年来颇受关注的一种低耗能生产H2的方法。与OER相比,尿素氧化反应（UOR）具有更低的热力学电位（0.37 V）,将UOR与HER耦合构建一个混合水电解系统（HER||UOR,CO（NH2）2+H2O→N2+3H2+CO2）,不仅可以提高整体的H2生产效率,还可以缓解富含尿素的废水引起的环境污染问题。然而,在HER||UOR系统中,阳极UOR（CO（NH2）2+6OH-→N2+5H2O+CO2+6e-）是一个6e-转移过程,反应动力学缓慢,需要高效和稳定的催化剂来提高整体效率。镍基催化剂因高丰度、化学性质活泼,是目前研究最多的一类非贵金属催化剂。其中,硫族镍基化合物在HER/OER/UOR中受到广泛关注。与同族的氧、硫、硒相比,碲化镍由于在反应过程中对H2O分子的裂解能力弱、Te-H键太长,导致电解水性能不佳,但镍基碲化物具有优异的导电率,有利于电子的快速转移,同时容易被修饰改性。基于此,本论文针对碲化镍材料,通过引入阳离子、阴离子调控碲化镍的表界面,探究其在尿素电解中的电催化性能。具体的研究内容如下:（1）采用水热法合成NiTe前驱体,通过离子置换和高温退火获得阳离子掺杂形成Ru-Ni2.86Te2/NF催化剂。物理表征结果显示,掺杂Ru后,纳米片的形貌没有发生明显的变化,但表面由光滑变得粗糙,这可能是Ru以原子簇形式存在纳米片表面。同时,引入Ru可以改变碲化镍的晶体结构,形成非化学计量配比的Ni2.86Te2,表界面的电子云密度发生变化,促进了电催化过程中的电荷转移。电化学活性测试结果显示,与未掺杂的Ni2.86Te2相比,Ru-Ni2.86Te2具有较大的ECSA和小的塔菲尔斜率,HER和UOR性能显著提升。在组装成HER||UOR电解槽后,仅需1.468 V的电池电压即可达到100 m A cm-2,甚至优于贵金属催化剂体系(Pt/C||Ru O2/NF,1.631V@100 m A cm-2)。（2）除了在碲化镍中引入阳离子Ru能够调控其晶体结构,改变催化剂的表面电子状态,从而显著提升HER/UOR催化性能外,本章节采用与Te性质相近的同族非金属对其进行修饰改性,探讨引入阴离子O、S、Se对碲化镍的结构及其电催化性能影响。以NiTe为前驱体,通过高温气相渗入O、S、Se。结果表明,与引入阳离子Ru不同的是,O和S的引入不会影响碲化镍发生晶相转变,但是S可以与Ni形成Ni3S2,Se的引入除了生成新的物种NiSe2外,还会诱导Ni2.86Te2生成不利于HER的NiTe相。因此,在电化学性能测试中,Ni3S2/Ni2.86Te2/NF表现出最优异的HER和UOR活性,将在下一章节中进行进一步的研究。（3）系统研究了Ni3S2/Ni2.86Te2/NF的晶相、形貌、电子价态及电化学性能。XRD结果显示,S的引入生成新物种Ni3S2;电镜图像表明,生成的Ni3S2以纳米棒的形式存在,Ni3S2/Ni2.86Te2/NF具有丰富的缺陷位;经过硫化可以调控Ni2.86Te2与Ni3S2周围的电子分布,为电催化反应提供了有利的电场环境。电催化活性结果显示,Ni3S2/Ni2.86Te2/NF在1 mol L-1 KOH+0.3 mol L-1尿素溶液中具有优异的UOR和HER活性。当电流密度达到100 m A cm-2时,UOR和HER分别仅需1.37V和0.227 V。此外,也具有较小的塔菲尔斜率和Rct。该优异的电化学性能与引入S后形成的丰富缺陷位点有关,能暴露更多的活性位点,有助于反应分子的吸附;同时,Ni3S2与Ni2.86Te2不同组分之间的协同作用,也有利于提升电催化性能。因此,这项工作为修饰类似的惰性催化剂提供了一个新的思路。