氢气是一种理想的可再生能源,氧气是工业生产和技术研究过程中的重要原料,电催化分解水被认为是一种高效环保的制备高纯度氢气和高纯度氧气的方法。其中,发展低成本、高效的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）催化剂是提高电催化分解水效率的关键。针对传统贵金属HER/OER电催化剂成本高、工作条件下稳定性较差的问题,本论文提出了将介孔碳材料与贵金属催化活性组分组合,和发展新型低成本非贵金属电催化剂的设计思路,以提高贵金属的利用效率及催化材料的稳定性。基于此设想,本课题合成了氮掺杂有序介孔碳负载的含量较低的Pt纳米颗粒催化剂与泡沫镍负载的CoTe₂纳米电极,并详细研究了这两种材料的HER/OER活性。本论文的主要研究内容概括如下:1.合成了具有高比表面积的氮掺杂有序介孔碳材料,通过溶液浸渍法将Pt纳米颗粒均匀的负载在NOMC-A的孔道中,得到了具有低Pt载量（7.20 wt%）的新型HER催化材料（Pt@NOMC-A）。在该催化材料中,Pt纳米颗粒具有较小的粒径及良好的分散性,实现了催化活性位的高密度均匀分布;Pt@NOMC-A中的碳载体具有丰富的有序介孔孔道结构,可为电化学反应提供快速传质的通道;同时,Pt纳米颗粒与载体中的N可能存在着电子转移,从而有利于电化学反应的发生。Pt@NOMC-A的上述特性使得其在酸性、中性以及碱性条件下均有优良的HER活性。其中,在0.5 M H₂SO₄电解液中,Pt@NOMC-A仅需7 mV的过电位即可达到10 mA·cm^-2的HER电流密度。此外,由于Pt纳米颗粒被均匀限域在NOMC-A的孔道结构中,Pt@NOMC-A在工作环境下,耐久性优于Pt/C。2.以泡沫镍（NF）为基底、Co（NO₃）₂为钴源、Na₂TeO₃为碲源、水合肼为还原剂,采用一步水热法制备了碲化钴（CoTe₂@NF）电极。密度泛函计算证明,CoTe₂（111）晶面具有较小的能带间隙,有利于电催化过程中电子的传输和电荷的转移。CoTe₂独特的电子结构与该电极较高的表面粗糙程度预示着其可能具有优良的电化学催化活性。电化学研究表明,CoTe₂@NF材料在1.0 M KOH中具有优异的OER(η=310 mV@10 mA·cm^-2)及HER(η=-111 mV@10 mA·cm^-2)活性。此外,以CoTe₂@NF电极为正极和负极组装了全水分解装置,该装置在1.605 V的电压下即可达到10 mA·cm^-2的反应电流密度。同时,CoTe₂@NF在工作条件下良好的稳定性也通过电极的耐久性测试得到了证明。