在可持续发展的战略要求下,寻找清洁能源代替不可再生、污染严重的传统能源迫在眉睫。氢能由于来源广、能量密度高、无污染的优势而备受关注。电解水和甲酸分解是常见的制氢技术,而开发廉价、高效、具有长时间稳定性的催化剂是发展制氢技术的关键。金属合金纳米材料尺寸小、比表面积大且表面活性位点丰富,因此引起了广泛研究。另外,金属间的协同效应以及载体的作用有利于提升催化作用。基于此,我们探索合成了三种纳米材料用于催化产氢反应,为高效催化剂的合成提供了思路。1.以水热法合成垂直排列在3D泡米镍上的Mn-NiCo(OH)2纳米阵列,用于碱性条件下的析氢反应(HER)与析氧反应(OER)。此纳米阵列由优先生成的纳米片与后生长其上的纳米针结构组合而成。电化学测试表明:在OER反应中,Mn-NiCo(OH)2仅需390 mV的过电势即可驱动50 mA cm-2的电流密度;在HER反应中,过电势为157mV时可驱动10 mA cm-2的电流密度。表征结果与电化学测试证实Mn元素的掺杂改变原有的电子结构,从而提高了其电化学性能。2.合成了一种碱性条件下的活性高、稳定性强的双功能电催化剂。以Mn-NiCo(OH)2为前驱体,通过煅烧硫化合成目标产物:Mn-NiCoS2。电化学测试结果显示,Mn元素的掺杂可以提NiCo硫化物的OER与HER性能,并且性能最优的掺杂量为7.5%。且相较于氢氧化物,硫化物的OER与HER性能更强。分析表征结果得知,掺杂Mn元素改变了材料的电子结构,因而提高了电催化性能。另外,Mn-NiCoS2作为电解池的阴极和阳极,在电流密度为10 mA cm-2时,仅需1.5 V的电压,并且可保持60h的稳定。本工作为合成过渡金属化合物的双功能催化剂提出了方法。3.通过简单的浸渍-还原法,在不添加表面活性剂的情况下合成了负载在活性炭上的小尺寸、高活性的甲酸脱氢催化剂。反应过程中,使用弱碱调控溶液酸碱性,为小尺寸合金颗粒的形成提供了条件。通过比较一系列不同比例的合金催化剂的活性,找到最适合的Ag、Pd比例,并且计算得到最优催化剂—AgiPd9/C的在50℃下的TOF值为1331 h-1。进一步计算得出Ag1Pd9/C的活化能值为22.9kJ mol-1。这项工作为小尺寸、分布均匀的金属合金纳米颗粒的合成提供了想法。