氢能具有能量密度高、清洁无污染等特点,被认为是化石能源理想的替代品。电解水制氢因生产安全、产物纯度高而受到了广泛的关注。但电解水反应过程中产生的过电位导致其电能消耗过多,所以需要催化剂来提高其能量转换效率。目前,Pt基贵金属的析氢电催化性能优异,但其高成本和稀缺性限制了其应用。因此,开发高催化活性、低成本和高稳定性的过渡金属基析氢催化剂具有十分重要的意义。近年来,过渡金属磷化物由于具有较好的催化性能、丰富的储量和较好的化学稳定性得到了研究者的广泛关注,但纳米尺度的磷化物依然面临着本征催化活性低,导电性不太理想且适用p H范围窄等问题。本文以不同的碳材料作为导电基底,制备了不同元素掺杂的过渡金属磷化物碳基复合材料,并研究了元素掺杂对其析氢性能的影响。主要研究内容如下:（1）碳布负载三维硒掺杂镍钴双金属磷化物纳米阵列的制备及其电催化性能的研究。以碳布为导电基底,采用水热法在碳布基底上原位生长Ni Co前驱体,并通过化学气相沉积法,以硒粉和次磷酸二氢钠为硒源和磷源得到了Se掺杂的Ni Co P纳米阵列。直径约为60 nm的纳米棒相互连接并构成纳米片阵列,垂直的生长在碳布纤维上。这种高度开放的网络结构和多层次阵列结构不仅有利于电极与电解质之间的充分接触,而且提高了电化学活性组分和气体产物的扩散速率。此外,XPS和TEM结果表明,Se掺杂能有效地调节Ni Co P的电子结构,增加了材料的本征催化活性。优化后的Se-Ni Co P-2/CC复合材料较于未掺杂的Ni Co P/CC在碱性条件下具有更高的析氢活性和全水解性能。（2）氮掺杂磷化铁/石墨烯复合材料的制备及其电催化性能研究。以还原氧化石墨烯为导电基底、尿素和次磷酸二氢钠为氮源和磷源,通过化学共沉淀法和化学气相沉积法,合成了N掺杂的Fe P纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料析氢电催化剂。N掺杂的Fe P纳米颗粒可以暴露较多的活性位点,还原氧化石墨烯不仅可以防止纳米颗粒因团聚失去活性,而且能有效的提高催化剂的导电性。X射线光电子能谱分析显示N掺杂能有效的调节Fe P的电子结构,从而有效提高了电极的本征催化活性。在酸性和碱性介质中,N-Fe P/r GO复合材料都具有较为优异的析氢活性,在10 m A cm-2的电流密度下的过电位分别为85 m V和208 m V,其Tafel斜率分别为69 m V/dec和97.5 m V/dec。该电极在酸性条件连续工作75 h后,电流密度并未发生明显的衰减,表现出较好的稳定性。