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由于环境污染和能源危机的日益加剧,新型可持续能源的开发正成为各国研究的重点。氢能,由于其具有高能量密度和可循环利用的特性,被认为是理想的能源载体和燃料,而电化学水裂解,为大规模的高纯氢生产提供了一种可行的方法。本论文采用水热法、退火法、电沉积法、电活化法等多种材料制备方法相结合,成功制备出具有不同形貌结构的Ni、Co基电催化剂,通过XRD、SEM、TEM、EDX、XPS等多种表征手段,对样品的结构、形貌、元素分布以及价态变化进行了表征,还利用线性扫描、循环伏安等测试手段对不同材料的电化学性能进行了研究,以及探讨了复合材料催化水分解反应的微观机理。主要研究内容如下:（1）以钛丝网为基底,以NiO纳米片阵列材料为模板,通过在其上电沉积Ni-P合金的方法,制备出具有核壳结构的NiO@Ni-P/Ti复合材料。通过对SEM图片分析,制备得到的复合材料完全维持了NiO纳米片阵列结构。其电化学性能显示,NiO@Ni-P/Ti复合材料的氧析出反应（oxygen evolution reaction;OER）性能明显优于Ni-P/Ti和NiO/Ti,只需要292mV的过电位即可达到10mA?cm-2的电流密度,同时兼具长时间的电化学稳定性和98.1%的法拉第效率。通过计算化学来阐明NiO@Ni-P/Ti复合材料具有优异OER性能的原因,是因为Ni-P与NiO的异质结合明显降低了四电子转移过程的反应自由能。（2）发展可用于中性条件下的高性能非贵金属催化剂,目前为止仍是一个巨大的挑战。我们报道了两种种基于Mn、Co元素的纳米线阵列催化剂分别用于电解体系的阴、阳极。首先通过水热加退火的过程制备了MnCo2O4纳米阵列催化剂,然后使MnCo2O4/CC作为前驱,通过在四硼酸钾电解液中阳极极化的方法,成功制备出新型的Mn-Co-Bi/CC电极。电化学数据表明,MnCo2O4/CC是一种优秀的氢析出反应（hydrogen evolution reaction;HER）催化剂,仅需要-293mV即可达到-10mA?cm-2的电流密度,而Mn-Co-Bi/CC的OER性能更佳,需要366mV来达到10mV?cm-2,且优于目前报道的大多数中性OER电催化剂。当联立两种材料分别用作两电极体系的阴阳极时,只需要1.97V的槽电压即可达到-10mA?cm-2的电流密度,同时表现出优异的电化学稳定性和100%的法拉第效率。（3）我们进行了可用于水电解电催化剂用于降解无机离子的初步尝试。作为电解瓶颈半反应的OER过程,由于四电子转移过程,成为了整个反应的动力学制约因素。而实际电解水过程的阳极半反应产物,也就是氧气,可利用价值不大。这时,如果采用比水更易氧化的无机离子氧化,来代替传统的水氧化,将极大的降低整个反应体系的能耗。我们使用Ti网作为基底,利用保形磷化的方法制备了CoP NA/TM电极,当碱性电解液中存在50mM Na2S时,当达到同样的电流密度时,其OER过电势比没有Na2S的情况降低了350mV,两电极槽电压降低了210mV,成功实现了更低能耗的产氢,同时完成了污染物S2-的降解。（4）我们又报道了利用有机物电氧化来代替传统OER的方法,来达到高效析氢目的的策略。同样利用保形磷化技术制备了Fe-CoP/CC电极,在45mL碱性溶液中滴入5mL萃取出的芦荟提取液作为新的电解液。与没有加入芦荟提取液的反应体系相比,加入过芦荟提取液的反应体系只需要1.51V的槽电压就能达到20mA?cm-2的电流密度,降低了120mV。这项研究为发展新型的电解体系提供了思路,即发展基于生物质电氧化的产氢体系。