由于不可再生的化石燃料加速消耗以及环境的污染,人们致力于寻找可再生的清洁能源。氢能是目前最理想的代替化石燃料的可再生能源之一,而电解水产氢是一种有效的制氢技术。寻找有效的电解水催化剂对于产氢工艺至关重要。然而,贵金属催化剂由于价格昂贵和储量少等缺点不适用于大规模产氢。特别地,非贵金属基电催化剂无法在同一体系中整合析氢反应（HER）和析氧反应（OER）的双功能活性,导致水分解制氢的总效率无法提高。本论文旨在开发低成本、高效且稳定的自支撑双功能电解水催化剂。由于Ni和Fe之间的电子耦合的作用可以促进整体水分解的性能,因此,本论文设计并制备了一系列的自支撑Ni/Fe基三维双功能电催化剂。由于过渡金属磷化物（TMP）具备良好的双功能HER和OER活性,因此本论文首先通过水热及磷化反应在碳布基底上生长Fe掺杂的Ni₅P₄超薄多孔纳米片阵列。在Ni₅P₄中引入痕量Fe（原子百分数2.5%）可有效调节HER和OER的吸附能,有利于合理设计高活性的双功能过渡金属磷化物水分解电催化剂。该催化剂对于HER在131 mV时可得10 mA cm^-2的电流密度,对于OER仅需257 mV即可达到100 mA cm^-2的电流密度。水分解仅需1.50 V即可达到10 mA cm^-2的电流密度。同时,该催化剂可以有效催化NaBH₄的水解,产氢速率为0.175L g^-1 min^-1,活化能为53.14 kJ mol^-1,与大多数过渡金属基电催化剂相当。为了满足工业要求,有必要开发一种简便的且低成本的电催化剂制备策略,使制备的电催化剂在高电流密度和低过电位下产生氢气。本论文通过一种自上而下的软刻蚀法在商业化泡沫镍上生长三维交织的非晶态Ni/Fe（羟基）氧化物纳米片阵列。Ni³⁺和Fe³⁺的同时存在可以有效提高HER和OER的活性。HER的电流密度为10 mA cm^-2时,该催化剂的过电位为175 mV。OER的电流密度为20 mA cm^-2时,其过电位为237 mV。此外,电流密度为20和50 mA cm^-2时水分解的电压分别1.691和1.787 V。电催化动力学缓慢的OER过程被较低的热力学电位的尿素氧化反应（UOR）代替。电流密度为50 mA cm^-2时两电极装置的分解电压为1.735 V,小于水分解装置的分解电压。本论文提出了两种自支撑Ni/Fe双过渡金属基三维电催化剂的制备方法,其制备工艺简便且成本低,同时由于Ni/Fe间的电子耦合效应使得HER和OER活性提高,进而提高了电催化水分解的活性。