随着化石能源的日益消耗,环境污染也日益加重,二氧化碳排放所造成的温室效应也逐渐加剧。新型可持续的清洁能源的开发与利用,如今备受人们关注。在众多清洁能源中,氢能由于燃烧值高、能量密度高、燃烧产物无危害等优势,得到了科学与工业界的广泛关注和研究。目前氢气的主要生产方式是通过石油和天然气来重整制氢获得,该过程会产生大量有毒有害气体。而电催化水裂解制氢的纯度较高,产物仅为氢气和氧气,环境友好等优势,引起人们广泛关注,而铂被普遍认为是目前催化电解水产氢效率最高的电催化剂。但铂价格昂贵、地壳储量稀少,因此不能够进行大规模应用。为了提高铂的利用率,降低其使用量,往往使用铂与过渡金属元素镍制成双金属合金电催化剂。同时,为了尽量提高铂原子的利用率,纳米材料成为了普遍选项。但纳米材料的形貌与尺寸会对电催化效率产生重大影响。同时,纳米材料的电催化位点在催化过程中的演变还没有被人们清晰地认知。本文使用铂镍二元合金纳米线作为研究材料,研究了调控纳米线表面形貌的方法以及纳米线在催化过程中的催化位点演变。主要研究内容如下:首先,本文使用油浴加热的方法制备铂镍纳米线。为了探究影响纳米线表面形貌的因素,我们采用控制变量法分别探究了制备温度、还原剂添加量和硫元素掺杂对纳米线表面形貌和电催化性能的影响。最终发现当制备温度为180℃,还原剂添加量为12 mg/mL时,能够得到表面形貌为核-壳结构且具有突出状微结构特征的纳米线,这种纳米线具有最好的电催化性能。同时研究发现硫元素掺杂会使铂镍纳米线的电催化性能有较大幅度的提升。其次,本文使用上述合成的铂镍纳米线材料,探究了其在伏安循环过程当中的催化活性位点演变过程。使用球差校正透射电子显微镜和扩展X射线精细结构吸收谱(EXAFS)等表征方法,探究了不同伏安循环圈数时纳米线中催化活性位点演化过程。发现在循环伏安法测试当中,铂镍纳米线中的镍元素被逐渐氧化并迁移至纳米线表面,最终在纳米线表层形成了较厚的NiOOH层,阻隔电子传输、并阻碍了吸附在活性位点的氢的脱附能力,从而降低了铂镍纳米线的电催化效率。最后,本文设计并制造了液体环境透射电镜用电热学样品杆系统,利用电化学检测/加热芯片以及设计的水路进出口,实现了多场加载和液体环境下原位进行纳米级样品的形貌、结构的观察和表征。为进一步原位探究铂镍纳米线在催化过程中催化活性位点的演变提供了设备基础。