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氢能是可再生的清洁能源,被认为是最有可能替代化石能源的新能源。电解水制氢因为可持续和环境友好的特点被认为是最有前景的制氢方法之一。电解水分为阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER)两个半反应,目前性能最好的电解水催化剂是贵金属催化剂(Ir02、Pt等),但是贵金属的稀有性使其价格高昂,限制了贵金属的实际应用。因此,需要寻找高活性的非贵金属催化剂来替代价格昂贵的贵金属催化剂。过渡金属基催化剂因为具有成本低、稳定性好和催化活性高的特点有望成为替代贵金属的新型电催化剂。因此本文制备了富含氧缺陷的La1-xSrxCoO3-δ钙钛矿作为OER催化剂和超薄NiFe硫化物作为HER催化剂,并对它们进行了一系列表征和电化学测试。具体内容如下:1.采用溶胶凝胶法合成了LaCo03钙钛矿,通过结合Sr掺杂和Ar等离子体处理这两种方法在LaCoO3钙钛矿上制造更多的氧缺陷。通过XPS、O2-TPD和EPR表征发现:Sr掺杂系列样品中,Sr掺杂量为30%(Sr-0.3)时的氧缺陷含量最高,在此基础上对钙钛矿进行等离子体处理(Sr-0.3-p),进一步提高了氧缺陷的含量。通过电化学测试发现样品的OER活性随着氧缺陷的增加而增加,其中氧缺陷含量最高的Sr-0.3-p表现出了最高的OER活性,在1.0 MKOH溶液中,电流密度为10 mA/cm2时的过电位为326 mV,Tafel斜率为70.8 mV/dec。通过测试发现Sr-0.3-p的电化学活性面积为LaCo03的8倍,并且Sr-0.3-p具有最高的本征活性。此外,Sr-0.3-p还具有很好的稳定性,能保持电流密度为10 mA/cm2不变长达15 h,并且经过1000次循环后仍能保持活性基本不变。2.采用水热法合成了块状的镍铁层状双金属氢氧化物(NiFe LDH),通过液相剥离法将块状NiFe LDH剥离得到超薄的NiFe LDH纳米片,然后将NiFe LDH纳米片负载在碳布上,经过硫化后得到负载在碳布上的超薄镍铁硫化物。通过TEM、HTEM、XRD、XPS等表征证明了超薄镍铁硫化物的成功合成。电化学测试发现NiFeS-NS在pH=0～14范围内都表现出了良好的HER活性,在0.5 M H2SO4溶液、1.0 M KOH溶液和0.5 M PBS溶液中电流密度达到10 mA/cm2所需的过电位分别为85 mV、273 mV和185 mV,Tafel斜率分别为73.1 mV/dec、115.6 mV/dec和165.3 mV/dec。相比于块状的镍铁硫化物,NiFeS-NS的超薄结构和硫缺陷使其具有更多的活性位点,更快的电子传输速率,更高的本征活性。从而使NiFeS-NS具有更高的催化活性。