化石能源供应的紧缺性和日益严重的环境问题迫切要求寻找一种可持续的绿色能源。氢能被认为是解决这一问题的最具潜力的替代能源之一。电解水是一种绿色高效的制氢法,但由于电解水的两个半反应,析氢反应（Hydrogen evolution reaction,HER）和析氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）,存在较高的能垒,目前电解水产氢的效率并不高。虽然Pt基和RuO2/Ir O2是良好的HER和OER催化剂,但其有限的储量和高昂的价格限制了二者的实际应用。过渡金属磷化物因其独有的物理化学特性而成为一种极具应用前景的新型电解水催化剂,但仍需进一步的研究来提高其本征活性与稳定性。本文通过向单相的CoP催化剂中掺杂异种金属元素（Fe和Ni）以及构建NiCoP和NiFeLDHs的异质结构成功制备了两种高活性的双功能电解水催化剂,并探索了其高活性及高稳定性的来源。首先,实验通过脉冲电沉积法成功地制备了一种自支撑的Fe-Ni共掺杂的钴磷（FeNiCoP/NF）催化剂。实验发现当脉冲宽度为40 s制备的FeNiCoP/NF在碱性溶液中表现出良好的电催化HER和OER活性。在阴极过程中,FeNiCoP/NF仅需33 m V的过电位就可以达到10 m A cm-2的电流密度。FeNiCoP/NF催化剂具有极高的HER活性是因为铁和镍元素的掺杂调节了钴磷的电子结构,从而调节了钴磷本身强的吉布斯氢吸附自由能。但由于铁的电负性更负,铁的掺杂使得钴带更多的正电荷,因此在碱性体系中过量的铁掺杂将会使得催化剂更易吸附OH-使得质子的吸附更加困难从而降低了其HER活性。而由于钴和镍仅有些许的电负性差异,因此可以通过掺杂适量多的镍调节钴磷的电子结构。同时,在掺杂铁和镍元素后,钴磷催化剂的OER性能也得到了显著提高。OER过程中在FeNiCoP/NF表面原位生成的（Ni,Fe）xCo1-x（OOH）x/（OH）x是FeNiCoP/NF具有高的OER活性原因之一,其仅需280 m V的过电位就可以得到10 m A cm-2的电流密度。同时,实验发现铁和镍元素的掺杂可以抑制钴在OER过程中的过度氧化,从而提高其OER稳定性。其次,实验通过两步电沉积的方法快速制备了NiCoP@NiFeLDHs异质结构催化剂。Mott-Schottky曲线和紫外可见光光谱显示,NiCoP在与NiFeLDHs形成异质结时,因为NiFeLDHs具有相对于NiCoP更高的电子逸出功函数,二者形成异质结构时部分电子将从NiFeLDHs向NiCoP转移,使NiCoP带部分负电荷。DFT计算表明氢在NiCoP@NiFeLDHs吸附/解吸相对于NiCoP得到了调节,HER性能得到了提高。因此,NiCoP@NiFeLDHs只需要68 m V的过电位就可以达到10 m A cm-2电流密度。同时,NiCoP@NiFeLDHs中NiFeLDHs降低的价带能级(EVB)和积累的空穴显著促进了OOH*中间体的形成,有利于OER过程的进行。DFT计算进一步验证了NiCoP@NiFeLDHs异质结构的构建有利于O*→OOH*步骤的进行。因此,NiCoP@NiFeLDHs表现出良好的OER活性,其仅需要255 m V的过电位就能获得50 m A cm-2的电流密度。此外,在NiCoP@NiFeLDHs组装的双电极电解池中,电流密度为50 m A cm-2时对应的槽压为1.59 V且能稳定运行20 h,表现出良好的全解水性能。