工业革命以来,人类对能源的需求日益增长,而化石能源作为不可再生能源却面临着日渐枯竭的局面。化石能源危机以及随之带来的环境污染问题也引起了全世界的广泛关注。因此,开发清洁可再生能源成为了目前的研究热点。众所周知,电解水是清洁能源的重要来源之一,而催化电解水的高效催化剂仍然依赖于稀有贵金属,贵金属的稀缺性和稳定性差等问题极大地限制了催化剂的商业化应用。因此,开发具有低成本、高效的析氧（OER）,析氢（HER）以及氧还原（ORR）催化剂对于清洁能源的储存和发展具有十分重要的意义。针对上述的问题,本文选取了较为廉价的过渡金属,通过对合成方法以及反应条件进行逐步优化,控制合成了性能优异的电催化纳米材料。并以析氧反应（OER）,析氢反应（HER）和氧还原反应（ORR）为模型反应,对制得的催化剂进行系统的表征分析,本论文的主要研究内容如下:（1）第一步采用溶剂热法,合成了W,Ru双金属掺杂的W-Ru/NF,第二步用高温煅烧的方法对前躯体进行磷化,得到了W,Ru双金属掺杂的W-Ru/NiP₂催化材料。将析氢反应作为本实验的模型反应,研究了金属掺杂对于催化剂性能的提升作用。研究结果表明:W,Ru金属之间的协同耦合作用提升了催化剂的催化活性,NiP₂超薄纳米片结构为反应提供了更多的活性位点,而且催化剂表面的无定形碳层结构加速了电子的传输。因此,W-Ru/NiP₂催化剂表现出优异的析氢反应活性。（2）通过溶剂热法,制备了CoFe₂O₄前驱体,进一步对前驱体进行高温碳化得到CoFe-CNT纳米催化材料,最后一步在H₂氛围下对CoFe-CNT进行还原,最终得到CoFe-CNT-H电催化材料。以氧还原反应为模型反应,重点研究了还原时间,聚丙烯酰胺添加量等实验条件对催化材料的性能影响。结果表明,氢气还原后,改变了催化剂中Co和Fe周围的化学环境,为氧还原反应提供了更多的活性位点,CoFe金属的协同催化效应也提升了催化剂的催化性能,另外以碳材料为主体结构的催化材料更有利于电子的传输。因此,CoFe-CNT-H催化剂具有优异的催化活性。（3）利用溶剂热法首先在泡沫镍上原位制备合成了NF@Co（OH）₂,然后将Co（OH）₂氧化为Co₃O₄,最后通过电沉积手段在NF@Co₃O₄表面沉积了一层FeOOH,得到复合材料NF@Co₃O₄@FeOOH。以析氧反应为模型反应,研究了金属离子之间的协同效应对于催化剂性能的提升作用。分析结果表明:Co³⁺,Fe³⁺金属离子之间的协同耦合作用提升了催化剂的催化活性,FeOOH纳米片结构为反应暴露了更多的活性晶面,而且以泡沫镍做基底提升了催化剂的稳定性以及导电性。因此,NF@Co₃O₄@FeOOH表现出优异的析氧反应活性以及电化学稳定性。