环境污染和能源危机已成为当今人类社会发展所面临的主要问题,电解水制氢被认为是解决这一问题的有效途径。研发价廉易得、高效稳定的非贵金属电催化剂是氢能大规模商业化应用的关键所在。本论文以MOFs衍生纳米催化剂在电解水中的应用为研究切入点,制备出了两种高效的双功能电催化剂,并系统地分析了催化剂结构对电化学活性的影响。主要研究内容如下:1.MOFs衍生中空钴基双金属硒化物多面体复合纳米催化剂的制备及其电催化水氧化性能的研究金属有机框架（MOFs）材料是一类新型晶体多孔材料,具有合成简便、结构稳定、比表面积大、形貌和孔道结构规则有序可控等优点。基于此,该部分工作主要是以钴基双金属MOFs材料作为模板,通过简单一步水热硒化的方法,合成钴基双金属硒化物系列催化剂M_xCo_1-xSe₂（M=Zn,Ni,Cu）并将其应用于电解水实验中。测试结果表明,制备的中空催化剂M_xCo_1-xSe₂,尤其是Zn_0.1Co_0.9Se₂具有十分优良的电催化活性,其在酸性析氢和碱性析氧反应中达到10 mA cm^-2时的过电位分别为140 mV和340 mV,Tafel斜率也只有49.9 mV dec^-1和43.2 mV dec^-1。同时还具有极强的稳定性,可以稳定化运行30 h以上。这些优异的电催化性能完全可以归因于Zn_0.1Co_0.9Se₂特殊的比表面积和中空孔隙率以及第二过渡金属离子引入产生的“姜-泰勒效应”。2.MOFs衍生CoTe₂纳米颗粒封装在氮掺杂的碳纳米结框架中作为高效的双功能电催化剂应用于水的完全裂解基于ZIF-67在少量氢气存在时,惰性氛围煅烧会生成高氮含量掺杂的碳纳米结构框架这种优良特性,在这部分工作中我们以ZIF-67为模板通过一步简单焙烧的方法第一次合成了CoTe₂纳米颗粒封装在氮掺杂的碳纳米结框架中高效双功能电催化剂（CoTe₂@NCNTFs）。得益于合成的中空碳纳米管多面体结构框架,目标催化剂CoTe₂@NCNTFs不仅具有卓越的OER性能,在1.0 M KOH溶液中,达到10 mA cm^-2时过电势仅为330 mV,塔菲尔斜率为82.8 mV dec^-1,且可以稳定性催化35 h以上。同时,无论是在酸性介质中（0.5 M H₂SO₄）还是在碱性条件下（1.0 M KOH）催化剂CoTe₂@NCNTFs还具有良好的HER性能,达到10 mA cm^-2时所需的过电位分别为240 mV和208 mV,塔菲尔斜率也仅为61.67 mV dec^-1和58.04 mV dec^-1。此外,当将CoTe₂@NCNTFs作为双功能电催化剂分别用作阳极和阴极材料用于电解水反应时,其性能与商业化IrO₂-Pt/C组合相差无几,同时还具有非常好的稳定性。