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随着人类科技的不断发展,能源和环境问题逐渐成为制约全球各国经济发展的重要因素。为了应对人类社会当前面对的严峻挑战,我们迫切的需要寻找出一种绿色环保、可持续使用的能源,而氢气作为一种绿色无污染的可持续能源被认为是不可再生化石类能源的理想的替代者。在众多的产氢途径中,电解水制氢一直被认为是一种简便可行的方法。电解水过程中涉及两个半反应的发生,即析氢反应（HER）与析氧反应（OER）。为了在电解水工业化生产过程中实现高效、节能和减小生产成本的现实需求,必须要在电解水过程中引入电催化剂来促进反应进行。而催化剂性能的好坏制约着电解水的效率和产氢的成本,这对两个半反应中使用的HER和OER类型的催化剂性能提出更高的要求。相比于贵金属类电催化剂,过渡金属磷化物由于优异的HER和OER性能,成为双功能电解水催化剂的研究热点。本文立足于构建双功能的过渡金属磷化物,设计出具备独特形貌结构的复合材料,从而有效提高催化剂的导电性能,增加催化剂有效比表面积和活性部位数量,实现催化剂HER和OER性能的提升。1.以电沉积法制备的镍铁羟基氧化物（NiFe-LDH）为前驱体,通过低温磷化处理得到（NixFey）2P纳米片阵列。通过调节电沉积时间改善纳米片形貌和电催化剂的催化性能,通过调整催化剂中Ni/Fe比例改善催化剂表面的电子结构,增加HER和OER过程中电子的转移速度,从而增强催化剂在全水解过程中的HER和OER催化活性。研究结果表明,成分优化的(Ni0.66Fe0.33)2P催化剂在电流密度10mA·cm-2的HER过电位为115mV,塔菲尔斜率为57.8mV·dec-1;同时在电流密度10mA·cm-2的OER过电位为173mV,塔菲尔斜率为53.6mV·dec-1。(Ni0.66Fe0.33)2P催化剂的全水解性能十分优异,在电流密度10mA·cm-2下的过电位是1.61V,全水解的法拉第效率接近100%。2.以Cu泡沫为基底,通过恒电位技术在氢氧化铜纳米线上沉积钴铁羟基氧化物（CoFe-LDH）前驱体,然后磷化处理得到三维自支撑的CoFeP纳米片包裹的Cu3P纳米线（Cu3P NW@CoFeP）复合催化剂。由于催化剂整体的特殊结构设计和表面纳米片的电子结构调整,优化了催化剂的HER和OER催化活性,进一步增加催化剂的比表面积和活性部位的催化性能。研究结果表明,调整电沉积时间可以很好的控制复合催化剂的表面形貌。当电沉积时间为9min时得到Cu3P NW@CoFeP催化剂具有完整的多级结构特征和出色的催化性能。Cu3P NW@CoFeP催化剂作为一种潜在的双功能全水解催化剂表现出优异的HER性能,在1M的KOH电解质中具有很低的HER过电位,当电流密度为10mA·cm-2时过电位仅为99mV,其析氢的塔菲尔斜率为74mV·dec-1。Cu3P NW@CoFeP催化剂也具备一定的析氧性能,当OER电流密度为10mA·cm-2时过电位仅为222mV,证明了其作为双功能催化剂在电催化分解水领域的应用潜力。