由于当前对能源需求的快速增长,促进绿色可再生能源的开发利用是当前研究的重点。氢能,因其绿色环保、高能量密度和原料来源丰富等优势备受关注。电解水制备氢是氢能发展的重要方向,而电解水中急需解决的难题是电催化材料的选择,常见的电解水催化剂是基于贵金属材料获得的Pt/C、RuO₂和IrO₂等,由于其储量稀有、价格高昂不适宜规模化生产使用,探索高效、廉价的新型电催化材料是当前面临的严峻挑战。本文以磷化镍为中心从三个主要方向开展新型催化材料的研究与探讨:单一物相的磷化镍材料研究;杂原子对磷化镍材料的优化研究;石墨烯基底材料修饰磷化镍活性颗粒复合结构的研究。在此基础上,通过各种不同的分析手段对材料的电化学性能、材料微观结构、反应动力学等工作进行分析。主要结论如下:一、通过水热法制备了米粒状Ni₅P₄材料,不使用粘结剂,与镍网复合得到Ni₅P₄/NF催化电极。在电流密度为10 mA/cm²时,Ni₅P₄/NF的析氢过电位为64 mV,析氧电位仅为1.51 V,具有优异的HER/OER双功能电催化活性。泡沫镍与催化剂的复合结构,提供较短的反应途径,增加材料的导电性、提升电解液与催化剂的物质交换,改良了催化电极循环稳定性。二、在磷化镍中掺杂Mo原子,采用水热法制备了双金属磷化物Mo-Ni-P三元电催化剂。理论计算表明Mo的引入降低了反应能垒,改变单一磷化镍材料电子配置,具有更强的电子捕获能力。Mo、Ni金属间的协同效应加速了电催化反应进程。蜂窝状球形结构多层孔隙结构和丰富的活性催化位点,促进电解液的浸润和物质交换。实验表明Mo-Ni-P三元电催化剂在酸、碱和中性环境中都具有高效催化活性,碱性条件尤为突出。在耐久性测试中,能稳定工作100 h,且材料晶体结构与微观形貌上仍保持不变。三、通过微波-磷化法制备了金属磷化物/石墨烯复合材料,成功的将纳米磷化镍颗粒锚定在片层石墨烯基底表面。同时,引入了稀土元素（Ce）得到稀土复合金属磷化镍复合材料Ce-NiP/rGO。该复合材料具备石墨烯高的电导率,稀土Ce的引入使Ce、Ni金属阳离子之间强的协同效应在催化过程中发挥重要的作用。当电流密度为10 mA/cm²时,HER/OER电位分别为78 mV和1.50 V,且表现出卓越的催化稳定性（20000s催化活性保持72.3%）。由于石墨烯表面均匀分散催化活性物质,且基于石墨烯材料为载体,能有效的发挥材料电催化性能。