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发展清洁可再生能源储存和转换技术,如燃料电池、金属-空气电池和电解水制氢,是目前替代传统化石燃料的最有前景的方法。这些能源储存及转化过程涉及析氧反应（OER）、氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）。然而,这些电化学反应的动力学速率缓慢且过电位较高,限制了系统整体效率的提高。因此,发展含量丰富的高活性、高稳定性非贵金属催化剂具有十分重要的意义。静电纺丝作为一种物理方法,与传统化学方法相比,具有操作简便、溶剂用量少、适合较大量制备等优点。尤其在制备纳米管、纳米纤维等一维材料方面具有独特的优势。本论文基于静电纺丝技术,制备了一系列钴基复合双功能HER和OER催化剂。所制备催化剂在电解水中表现出了优异的催化活性和稳定性。具体研究内容包括以下两部分:（1）采用静电纺丝技术制备了含有硝酸钴、硝酸镍的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）纳米纤维（Ni-Co-PVP）。通过将Ni-Co-PVP纳米纤维高温氧化的方式,制备了镍钴氧化物纳米纤维（Ni2CoOx）。将Ni2CoOx纳米纤维水热硫化得到镍钴硫化物多孔纳米纤维复合催化剂（Ni2CoSx）。所得催化剂对HER和OER均表现出了优异的催化性能。尤其是,优化后的催化剂Ni2CoS-125,在0.5 M H2SO4和1.0 M KOH中催化HER的过电位分别为106 mV和108 mV(j=10 mA·cm-2),塔菲尔斜率分别为83 mV·dec-1和87 mV·dec-1;在1.0 M KOH中,催化OER的过电位为212 mV(j=10mA·cm-2),塔菲尔斜率84 mV·dec-1,该结果优于商业RuO2。将此催化剂用于两电极体系电解水,在10 mA·cm-2时的分解电压为1.53 V,优于Pt/C-RuO2体系（1.61V）。（2）采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈（PAN）纳米纤维,并通过原位聚合的方式将聚吡咯包裹在PAN纳米纤维的表面,形成核壳型PAN/PPy纳米纤维,随后,通过原位生长的方式在核壳型PAN/PPy纳米纤维的表面原位生长ZIF-67,得到核壳结构PAN/PPy/ZIF-67复合材料。以PAN/PPy/ZIF-67为前驱体,经过高温热解、磷化得到磷化钴/氮掺杂中空碳球/核壳型氮掺杂碳纤维复合材料（CoP/NCF-X）,通过对反应体系进行优化得到最佳催化剂CoP/NCF-200。该催化剂在0.5 M H2SO4和1.0 M KOH中,催化HER的过电位分别为86 mV和141 mV(j=10mA·cm-2),塔菲尔斜率分别为55 mV·dec-1和84 mV·dec-1;在1.0 M KOH中,催化OER的过电位为288 mV(j=10 mA·cm-2),塔菲尔斜率为60 mV·dec-1,该结果优于商业RuO2。将CoP/NCF-200用于两电极体系电解水,在10 mA·cm-2时分解电压为1.64V。