氢能由于高热值和无污染的特性成为解决能源和环境问题的重要能源,在众多的产氢反应中,电催化析氢反应由于原料易得和清洁的特点成为最优良的产氢途径,其催化剂主要为价格昂贵、储量极低的铂基催化剂,开发一种具有高催化活性且价格低廉的催化剂成为亟待解决的问题。本课题的研究重点在于制备具有高电催化析氢性能的复合结构过渡金属磷化物。选择金属有机骨架材料、羟基氧化物和合金材料不同类型前驱体,制备不同结构的复合结构双金属磷化物。通过改变磷化物的组成和结构,探究了组成和结构对于过渡金属磷化物电催化析氢反应催化性能的影响,体现了组成和结构双调控的实验思路。实验中,首先用溶剂热法合成金属有机骨架材料(FeCo-MIL88),经过高温碳化和低温磷化过程,制备了 FeCo@FeCoP@C多层中空纳米球材料,该材料在酸性条件下具有优越的电催化析氢反应性能,电流密度10 mA/cm2下过电势仅为66 mV,优于多数文献报道,且该材料具有良好的稳定性。将其与制备的Fe@FeP@C和Co@CoP@C材料进行活性对比,证明协同作用导致的组成效应对电催化析氢反应的影响;与直接磷化产物FeCoP-direct对比,证明了该结构的强导电性和对催化组分FeCoP的保护作用对电催化析氢反应性能的促进作用,并称之为结构效应。利用水热法合成了羟基氧化物Fe/CoOOH前驱体,经过磷化作用得到中空纳米棒FeCoP/Fe3O4,通过与FeP/Fe3O4的电催化析氢反应性能对比,证明了协同效应对电催化析氢反应的促进作用;与酸洗后的FeCoP进行性能对比,证明含Fe3O4复合结构由于高导电性使得其电催化析氢反应性能提升。最后,以硼氢化钠强还原剂还原得到双金属FeCo合金,经过磷化作用,得到部分磷化产物FeCo@FeCoP,该材料的电催化析氢反应性能优于所制备的FeP、CoP、(Fe@Co)P和(Co@Fe)P,分析该原因主要在于FeP和CoP之间的协同效应使得FeCo@FeCoP具有较FeP和CoP更好的电催化析氢反应性能;通过与(Co@Fe)P的性能对比,证明内部合金结构的存在使得FeCo@FeCoP具有良好的导电性,且表面FeCoP难以氧化,进而增强了电催化析氢反应性能;与(Fe@Co)P活性差异原因主要在于Fe和Co的均匀混合程度将在一定程度上影响制备的材料的协同效应,进而对电催化析氢反应性能具有一定的影响。基于三种不同前驱体制备的复合结构过渡金属磷化物均在酸性条件下体现出较非复合结构过渡金属磷化物更好的电催化析氢反应性能,证明结构效应在电催化析氢反应中的重要作用;同时与单一金属的过渡金属磷化物对比,证明组成效应亦是影响电催化析氢反应性能的重要因素。