近年来,质子交换膜电解槽（PEMWEs）电解水制氢,具有环保、产氢纯度高,启动响应快且功率应变性强的优点,且能够耦合间歇性可再生能源,从而实现碳中性甚至负碳,被视为通向“氢经济”的最佳途径之一。然而,酸性条件下阳极析氧反应（OER）动力学过程缓慢,强酸且高电位条件下催化剂易发生腐蚀。因此,酸性OER催化剂的开发已成为电解水技术中最具挑战的难点和热点之一。目前,国内外研究主要集中于贵金属铱和钌基氧化物,特别是钌基氧化物,其具有更高的催化活性,且储量大成本低,然而稳定性无法令人满意。本论文围绕钌基烧绿石氧化物（A2Ru2O7）,从非活性A位原子调控对活性位影响的角度出发,分析Ru-O八面体结构与催化性能之间的构-效关系,分别研究了其结构扭曲与压缩应力对催化活性与稳定性调控的内在机理。在此基础上系统研究了镧系元素（A位）的影响规律,并提出了A位原子电负性与半径分别作为钌基烧绿石氧化物活性与稳定性的描述符。主要研究内容如下:（1）目前,如何平衡钌基酸性析氧反应催化剂的活性和稳定性仍然存在很大的挑战。通过原子掺杂对Ru基合金进行应力调控已经得到了逐步发展,但由于不可避免的Ru-Ox晶格畸变或缺陷,应力调控的作用难以在氧化物中标定。本章设计了Y2-xMxRu2O7(M=Co3+或Fe3+)催化剂,采用三价阳离子取代Y3+不会导致Ru氧化态或氧空位的变化。随着Co3+的掺杂,YO8的几何结构畸变逐渐缓解了Ru O6八面体的晶格畸变,并降低了Ru-O键长（比例:0～2.3%）从而对Ru O6八面体产生压缩应变。有趣的是,具有几乎相同离子半径的Co3+和Fe3+会导致相同的八面体畸变。因此,我们结合理论计算证明Ru O6上的特有的压缩应力可以增大Ru的4d能带中心和费米能级（Ef）之间的间隙,从而优化了氧的自由能(ΔGO*-ΔGOOH*)以提高催化活性。此外,它还增强了Ru-O键的强度,以更好地抵抗溶解。这项工作提供了一种将晶格应力引入金属氧化物的新方法,并研究了活性位点的晶格结构与活性-稳定性之间的关系。（2）探索A位阳离子与活性位（Ru）结构之间的关系对于设计高效电催化剂具有重要意义。本章通过Ho3+合理地调控Y2Ru2O7（YRO）中的A位原子取代,Ho3+具有与Y3+相同的离子半径,但由于4f电子效应具有更高的电负性。结果表明,Ho较高的电负性会导致Ru-O-Ru键角增大,Ru-O键长减小,从而减轻Ho2Ru2O7（HRO）中的Ru O6八面体畸变,从而提高本征OER活性。与其它烧绿石氧化物相比,HRO具有215 m V@10 m A/cm~2的低过电位,具有更低的Ru含量和更高的质量活性,在酸性介质中表现出长期（＞60 h）稳定性。密度泛函理论（DFT）计算表明,Ho较高电负性可以增强Ru-O共价键,从而优化氧的自由能(ΔGOOH*-ΔGO2)以获得更好的催化活性。此外,Ho较高的电负性可以减少氧空位并提高氧空位的形成能,从而更好地抵抗Ru溶解。这项工作揭示了A位原子电负性、活性位点的晶格结构以及催化剂的活性-稳定性之间的内在关系。（3）金属氧化物非活性A位原子对催化性能具有一定的影响,探究A位原子的性质与影响规律,对合理设计高稳定性与高活性的催化剂具有重要的意义。本文采用静电纺丝法制备了一系列Ru基镧系烧绿石氧化物RE2Ru2O7（RE=Sm、Eu、Gd、Ho等）。系统地研究了镧系元素原子电负性和离子半径对催化活性和稳定性的影响规律,成功构筑了催化活性与A位离子电负性（AIE）、稳定性与A位离子半径（AIR）的火山关系图。并在此指导的基础上,通过A位离子电负性与离子半径的调控,实现了高活性高稳定性催化剂的调控制备。(Sm0.5Ho0.5)2Ru2O7样品兼具优的AIE与AIR值,表现出最佳的酸性OER活性和稳定性。因此,本文提出了A位电负性与半径分别作为钌基烧绿石氧化物活性与稳定性的描述符,为Ru基氧化物酸性OER催化剂的设计提供新的理论支持。