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传统化石能源带来的环境污染和能源危机是当今社会迫切需要解决的重大问题。氢能作为一种环境友好型、可持续、可存储的清洁能源,被认为是最有前景的化石能源替代品。由于高清洁、高效率、高纯度的特点,电解水制氢成为制备氢能的重要方式。目前,贵金属催化剂的电解水催化性能仍然是最佳的,但高成本、低储量限制了其作为电催化剂进行工业化大批量生产。而过渡金属基催化剂由于其成本低廉、储量丰富及较高的电催化活性,受到研究者们的青睐。通过对过渡金属基催化剂的微观结构及化学成分进行调控,使其催化性能与贵金属催化剂的性能相媲美是工业化生产的最大需求。镍铁层状双金属氢氧化物（NiFe LDH）是目前碱性条件下过渡金属催化剂中最好的析氧反应（OER）电催化剂,但其析氢反应（HER）性能并不理想,故而不利于其作为双功能催化剂应用于全解水领域。此外,磷化物是过渡金属催化剂中最好的HER催化剂,尤其在酸性条件下的HER性能可与Pt基催化剂相当,但其碱性条件下的HER性能仍与贵金属基催化剂有很大差距。故为满足实际生产需求,需对NiFe LDH和磷化物的碱性条件下HER性能进行改善。近年来,缺陷工程具有较高的反应动力学,成为改善过渡金属基化合物电催化性能的重要手段。在不同的化学环境中,二氧化铈（CeO2）中Ce的价态可在+3价和+4价之间进行变换,具有良好的离子导电性,同时CeO2也是容易产生氧空位的氧化物材料。故而,CeO2经常作为电催化反应的促发剂出现在过渡金属化合物材料中。基于此,本文以泡沫镍为基底,分别制备NiFe LDH和NiCo2P纳米材料,然后通过电沉积的方式,将CeO2分别与NiFe LDH和NiCo2P复合,利用缺陷工程对NiFe LDH和NiCo2P碱性电解质中的HER性能进行改善。主要研究内容如下:1)采用恒电流电沉积法,在NiFe LDH纳米片上引入CeOx纳米颗粒,进而通过界面相互作用引入氧空位工程,研究了电沉积时间对氧空位含量的影响;氧空位含量对NF@NiFe LDH/CeOx复合材料碱性环境中HER性能的影响;并采用密度泛函理论,系统研究了界面处氧空位的产生机理;通过电化学测试,研究了氧空位对NF@NiFe LDH/CeOx复合材料HER性能的改善机制。结果表明:NiFe LDH和CeO2的电子势能差异导致界面处形成氧空位,当电沉积时间为10 min时,NF@NiFe LDH/CeOx复合材料的氧空位含量最高,电催化性能最好,在10mA cm-2的电流密度下,其过电位为154 mV,并且该电极材料展现出良好的循环稳定性。2)在NiCo2-OH纳米锥上电沉积CeOx,然后使用不同量的固态磷源进行低温磷化,得到了不同量P原子填充CeOx中氧空位的NiCo2P/PFVO-CeOx催化剂材料,研究了固态磷源的量对镍钴磷化物物相的影响、对NiCo2P/PFVO-CeOx催化剂形貌结构以及P原子在氧空位中填充量的影响;通过电化学测试,探究了P原子填充量对NiCo2P/PFVO-CeOx催化剂HER性能的影响,并解释了P原子填充CeOx中氧空位,改善NiCo2P0.3/P0.3FVO-CeOx电催化析氢性能的机制。结果表明:在本文实验所控制的范围内,磷化所用固态磷源量对镍钴磷化物及NiCo2P/PFVO-CeOx的物相和形貌影响不大。但是固态磷源量越多,P原子的填充量越大,当使用0.3 g的NaH2PO2·H2O低温磷化时,所得产物NiCo2P0.3/P0.3FVO-CeOx中氧空位的填充量适中,该催化剂HER性能最好,在10 mA cm-2电流密度下,其过电位为33.6 mV,Tafel斜率为61.24 mV dec-1,并具有良好的循环稳定性。