能源危机和环境问题是21世纪最受关注的问题之一,能源短缺和日益加剧的环境问题使得寻找可再生能源和清洁能源的技术的课题成为研究热点。氢气是一种清洁的、能量高的可再生能源,电化学分解水技术是一种有发展前景的制氢技术,它包括析氢反应(HER)和析氧反应(OER)两个半反应。为了加快整体水电解的速率,电催化剂的使用必不可少,因此开发高效、廉价、环境友好的水分解反应催化剂十分必要。由于过渡金属及其化合物具有地球储量丰富、价格低和导电性高等一系列优点,成为具有应用潜力的一类电化学催化剂。为了提高材料的电催化活性,本论文以三维多孔结构的镍泡沫(NF)材料为基底,以过渡金属V、Fe、Co、Ni为原料,制备了三种用于析氢和析氧反应的全水电解催化剂,具体工作如下:一.以V、Fe为金属中心的金属有机骨架材料(MOFs)为前驱体,经过低温磷化制备了铁掺杂的磷化钒电催化剂。利用MOFs结构可控、比表面积大、孔径可调等优点,通过调节两种金属的比例来实现对最终磷化物材料的比表面积、化学组成的调控,从而达到优化催化性能的目的。同时,产生的过渡金属磷化物可以提高材料的导电性,有利于HER和OER反应的进行。二.利用水热法将V元素掺杂铁镍层状双氢氧化物(Fe Ni-LDH)材料中,通过磷化煅烧,构建了绣球花状的钒掺杂铁镍磷化物,其具有独特的敞开结构,有利于物质的传递以及气体的释放。V元素的引入提高了材料的导电性,引入了更多的催化活性中心,有利于提高催化剂的活性。三.以Co、Ni元素为中心,通过V掺杂制备出Co Ni-LDH前驱体,利用简单的硫化和磷化方法,制得了钒掺杂的钴镍基硫化物/磷化物异质结构电催化剂。得益于异质结构的表面与界面效应,增加了和表面与界面效应密切相关的催化活性中心数量,加快了物质的传递速度,并通过V的引入,提高材料的导电性和改变了电子结构,最终提高了材料的电催化活性。我们利用SEM、TEM、XRD和XPS等表征技术对材料的物理化学性能进行研究;利用CV、LSV、I-T、EIS、ECSA等电化学技术对材料的电化学性能进行研究,测试结果表明我们合成的三种催化剂具有较优异的水电解性能。