氢能作为可再生能源,是传统化石能源的最理想可代替能源。电解水制氢技术是生产氢气最理想的高效清洁的方式。在实际的工业电解水过程中,电解水的实际外加电压远大于其理论分解电压,其可调能耗主要来自阳极发生的析氧反应（OER）和阴极发生的析氢反应（HER）过电位,尤其是具有复杂四电子（4e）转移过程的OER,其动力学缓慢,需要的过电位更高,因此OER和HER对电解水的整体效率至关重要。而OER和HER催化剂就是降低其过电位的关键,为了提高电解水的效率,设计新型高效电催化剂成为了近年来的研究热点。在本研究课题中,我们采用构筑缺陷的方法进行设计析氧催化剂,增强所制备催化剂的析氧反应活性和稳定性。利用双金属之间存在的电子结构优化作用提高催化剂的导电性,使其具有更高的析氧反应活性。另外,二维片状结构会暴露更多的活性位点,既可以提高催化剂的析氧反应活性,又可以增强催化剂的稳定性。此外采用N、P共掺杂的方式设计双功能催化剂,利用N元素使得金属中心的晶格收缩,构筑更多的缺陷,从而增强催化剂的反应活性。（1）本论文通过在PEG-200溶液中进行溶剂热反应,采用低温氧化的转化方式,获得了具有晶界缺陷的二维Fe掺杂Ni O（GBD-Ni FexO）纳米片,用于碱性电解质中的析氧反应。GBD-Ni FexO纳米片的晶界缺陷区域能够增加催化剂的活性位点数目,使其析氧反应活性大大提高。不掺杂Fe元素时,单纯的Ni O为层状堆叠的花状形貌,通过改变Fe的掺杂量,片层堆叠的花状形貌逐渐解离为单层片状,直至粘结到一起。单层片状结构具有更大的比表面积,使其暴露更多的活性位点,从而增强催化剂的析氧反应活性和耐久性;通过适量的Fe掺杂,能够提高催化剂的反应动力学速率,并且增加导电性。对于GBD-Ni Fe0.1O纳米片,在1 M KOH电解质溶液中的OER催化活性优于Ru O2,电流密度为10 m A·cm-2时,其过电位仅为274 m V,并且其塔菲尔斜率为79.1 m V dec-1。利用循环伏安法循环扫描2000圈,扫描前后的极化曲线基本重合,利用计时电流法在过电位为274 m V连续测试12 h,在整个测试过程中电流密度只有微小下降,稳定性良好。（2）通过溶剂热反应,在泡沫镍的表面生长一维纳米线结构的Ni Co LDH,然后分别在不同温度下进行氮化和磷化,获得了具有优异析氧反应活性的N掺杂Ni Co P（N-Ni Co P/NF）纳米线。通过电化学测试发现,N-Ni Co P/NF表现出优异的电解水活性,对于析氧反应,50 m A·cm-2析氧反应过电位为285 m V,100m A·cm-2析氧反应过电位为307 m V。