高效、持续的燃料生产保证了清洁能源的储存、利用、运输基础设施的结合,有助于克服太阳能和风能的间歇性,并为运输提供高能量密度的燃料。氢能是一种绿色、清洁的二次可再生能源,具备成为低碳经济主要燃料的巨大潜力。但氢气只能要从含氢的水、煤、天然气等化合物中获取。在现有的制氢技术中,电解水制氢具有操作简便、产物为高纯度且无污染的H2及O2等优点,为创造高效、可持续燃料提供了关键思路。但在电解水的四电子-质子耦合过程中,析氧反应（Oxygen Evolution Reaction,OER）的动力学缓慢,导致大规模制氢所需电能消耗大,极大地限制了电解水技术的进一步发展。尿素氧化反应（Urea Oxidation Reaction,UOR）的热力学电势为0.37 V,比OER所需的电势1.23 V要低的多,利用热力学更为有利的UOR替代缓慢OER,能有效降低电解水过程中的电能消耗,从而更加高效、经济地获取氢能。同时,利用尿素和其他存在于农业废水和工业生产过程中的含氮产品生产化学燃料,有助于改善环境污染问题。然而,现阶段研究对催化反应的机制尚未明确,限制了尿素氧化反应的进一步应用。基于此,本文拟以镍基氧化物为研究对象,从晶体结构、电子结构、以及表面动力学过程等三个方面,深入研究了尿素氧化反应的机理。具体研究内容如下:（1）Ni MoO3S电催化剂的制备及其性能:研究表明高金属-氧键共价性有利于提高催化剂性能。在NiMoO4中,高电负性Mo6+能有效改善Ni的氧化态,但会导致Ni-O键共价性降低。因此,通过一步气相沉积法,在NiMoO4/NF前体上对氧位点进行部分S取代,得到了形状规整的NiMoO3S/NF纳米棒阵列。通过密度泛函理论计算（DFT）和实验结果表明,部分S取代后,优化了电催化剂的电子结构,提高了Ni-O键共价性,增加了催化剂表面活性位点对尿素分子吸附能。使用NiMoO3S/NF作为阳极,在1.340 V低电位达到10 m A?cm-2且Tafel斜率为41.18 m V?dec-1。在连续运行催化100 h后,该催化剂仍然表现出了优异的催化性能。通过动力学实验考察不同样品Ni2+/Ni3+氧化还原能力的差别,将氧化还原峰电位的加权中心作为Ni2+/Ni3+氧化还原能力的描述符,可以较好地理解催化剂结构与催化活性之间的关系。（2）LiNiO2电催化剂的制备及其性能研究:调控Ni位点的电子结构是一种提升UOR性能的有效策略,但研究表明UOR的决速步——CO2脱附是发生在与Ni相邻的O位点上。因此,在前述工作的基础上,以LiNiO2为研究对象,其是由Ni O6八面体层与Li O6八面体层二者通过共边氧原子连接而成的,利用其层状特性,设计了一种由Li空位诱导的晶格应力工程。TEM结果表明,Li+脱出后,与层间距相关的（003）晶面间距发生明显变化,即存在晶格应变。通过Rietveld精修,发现共边氧层的O-O键缩短,说明晶格应力对氧原子作用显著。通过电化学、XPS以及磁化率测试研究了其UOR活性,并借助DTF研究了表面催化氧化尿素的机理。结果表明发现在晶格应力作用下,氧化了共边氧O位点,提升了Ni-O之间共价性,从而使Ni位点歧化出高氧化态的Ni4+。同时,新产生的氧非键轨道(Non-binding Oxygen Band,ONB)与下移的Hubbard（Lower Hubbard band,LHB）重叠,为反应提供额外的电子,加速UOR反应速率,提高催化剂的催化活性。此外,进一步详细讨论了传统的吸附质演化机理（Absorbate Evolution Mechanism,AEM）和晶格氧参与机理（Lattice Oxygen Involved Mechanism,LOM）。结果表明,优化后的催化剂能有效降低两种机制种的质子脱附能垒,提升反应动力学。同时,两种催化剂都能在自发与晶格氧形成二氧化碳,并从表面脱附,说明LOM是最佳的反应机理。最后,电化学测试结果表明,优化后的催化性能可提高7倍以上,并且塔菲尔斜率为37.84 m V·dec-1,显示出优异的UOR催化性能。