随着化石能源的日渐枯竭和环境污染的愈加严重,开发可再生、清洁、安全、高效的新能源变得尤为重要。在众多可被开发的新能源中,氢能由于其来源广泛,能量密度大,转化效率高且燃烧产物无污染的优点,被认为是化石燃料的理想替代品。电解水产氢是一种绿色环保、可持续获取氢能的途径。然而析氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）作为电解水的半反应,涉及四个电子转移,其动力学缓慢,被认为是影响水分解整体效率的主要原因。寻找高效的析氧催化剂对于当前电解水制氢技术发展至关重要。目前,活性最好的OER催化剂主要为贵金属氧化物（如Ru O₂和Ir O₂等）,但由于其高成本和稀有性使得它们不能被广泛的应用。因此,设计和开发由地球上丰富的元素制成的高活性OER催化剂是非常有必要的。近几十年来,混合金属氧化物因其具有丰富的氧化还原反应和高导电性等优点成为电解水催化剂的研究热点。金属钼酸盐无论在性质上还是在结构上都是复杂的,这使得他们在混合金属氧化物中处于一个突出的类别。为此,我们设计制备了一系列的金属钼酸盐纳米材料并对其进行了电解水催化性能的研究。主要研究内容如下:（1）FeMoO₄纳米棒阵列的制备及其电化学析氧性能的研究在众多金属钼酸盐中,考虑到铁（Fe）元素在地球含量丰富,并且具有丰富的氧化价态（+2,+3）,因此引起了我们极大的研究兴趣。我们采用原位生长的方法在泡沫镍的表面生长FeMoO₄纳米棒阵列（FeMoO₄/NF）。纳米阵列结构拥有较大的比表面积,在催化反应过程中可以提供更多的活性位点,使催化剂的催化活性得到提升。采用电化学测试技术对FeMoO₄/NF的OER催化性能进行研究,数据表明,在1.0 M KOH中,当电流密度为50 m A cm^-2时的过电位仅为293 m V。并且,该电极还具有长期稳定性至少80小时。这些数据均表明FeMoO₄/NF是性能优异的OER催化剂,这是因为其较大的电化学活性表面积以及双金属间的协同作用。以上研究内容不仅为金属钼酸盐作为电催化剂的设计提供了新的思路,并且对于寻找新能源,解决环境问题找到了一种可行的方法。（2）CaMoO₄纳米片阵列的制备及其电化学析氧性能的研究作为钼酸盐材料中的重要组成一员,钼酸钙（CaMoO₄）因其优异的物理化学性能,而引起人们广泛的研究兴趣。此外,纳米阵列结构可以提升材料的催化性能。为此,我们采用简单的一步水热法在泡沫镍上原位生长CaMoO₄纳米片阵列（CaMoO₄/NF）。泡沫镍具有三维网状结构、孔隙率高、比表面积大等特点,不仅增大了电极表面与电解液间的接触面积,而且还为电荷和电解液离子提供快速、高效的传输通道。研究发现CaMoO₄/NF比CaMoO₄/CC具有更优异的催化性能,这主要归根于CaMoO₄纳米片与泡沫镍的协同作用可以有效增强该电极材料的导电性和稳定性。作为OER的催化剂电极,在1.0 M KOH碱性电解液中,CaMoO₄/NF需要345 m V的过电位来驱动中50 m A cm^-2的几何电流密度,并且能够很好的保持其稳定性至少25小时。本研究再次证明了金属钼酸盐在碱性介质中作为OER催化剂的巨大潜力。（3）Cu₃Mo₂O₉纳米片阵列的制备及其电化学析氧性能的研究在众多的非贵金属（钴、镍、铁、铜、锰）中,铜（Cu）在地壳中的储备量较大,对生物体毒性较小,并且同铁一样,自身具有广泛的氧化还原性。然而,作为一种最常见的金属元素,铜基材料在催化水解方面研究较少。为了解决这一问题,我们根据之前工作得到的启发,成功制备Cu₃Mo₂O₉/NF作为OER催化剂。我们先通过控制水热法反应的时间合成一系列的铜钼氧前驱体,再将前驱体在相同的温度下用氩气退火,得到不同的铜钼氧化物Cu₃Mo₂O₉/NF-10h、Cu₃Mo₂O₉/NF-15h（Cu₃Mo₂O₉/NF）,Cu₃Mo₂O₉/NF-20h。这一系列铜钼氧化物在碱性条件中均具有电解水OER活性,其中Cu₃Mo₂O₉/NF-15h（Cu₃Mo₂O₉/NF）显示出高效的活性,只需要325 m V的过电势就可以得到50 m A cm^-2的电流密度。此外,该电极具有较小的阻抗和较好的稳定性。Cu₃Mo₂O₉/NF良好的导电性、较大的电化学活性面积以及双金属之间的协同作用,是其催化性能优异的原因。综上所述,金属钼酸盐纳米材料在用作OER催化剂时具有优良的性能,为发展可再生的清洁能源提供新思路。