电化学氧化反应在能源转换、污染物处理和生物质合成领域展现出巨大的应用前景。然而,电极材料缓慢的电子传输速率、较高的氧化过电位和较低的转化率促使反应体系的能耗升高,并限制了其氧化性能的提升。基于这些关键科学问题,本论文利用元素掺杂、异质结构建、缺陷调控和激光加工等手段,制备了系列钴基和镍基金属磷化物与氧化物。通过提高这些催化材料的载流子密度、促进它们的表面重构与氧缺陷的形成,实现对水中污染物和五羟甲基糠醛（HMF）的高效电催化氧化。同时,揭示了电极材料的结构组成、元素的配位环境以及表面相变与电催化活性之间的构效关系。主要研究内容如下:（1）以激光烧结聚酰亚胺制备的多孔碳膜为电极基底,通过水热法在该基底上合成了Co、Co Fe碱式碳酸盐前驱体,随后低温磷化生成了Co P/C和Co Fe P/C复合材料。海胆状的Co P具有较快的电子转移速率,其析氢反应过电位仅为42 m V(10 m A cm-2)。Fe元素的引入调控了材料中Co原子周围的配位环境、增加了材料的载流子密度,进而加快了电Fenton的反应速率。Co Fe P/C作为电Fenton反应的电极时,只需要20 min就可以使10 m L,25 ppm的亚甲基蓝降解率达到91%,这表明Co Fe P/C具有高效的电氧化水中污染物的性能。通过数值模拟探究了H+浓度在流动电化学反应器中的分布情况,从而研究流动电化学反应器在催化反应中的作用。利用密度泛函理论（DFT）计算的方法研究了Fe元素的掺杂对催化剂本征活性的影响。（2）利用水热合成前驱体而后低温磷化的策略,合成了Ni2P和Ni Co P复合材料。结果表明,Co元素的取代使材料表面更易重构为Ni OOH,重构相（Ni OOH）与体相（Ni Co P）的协同作用促进了高浓度(300 mmol L-1)五羟甲基糠醛（HMF）的氧化。采用Ni Co P作为电解槽的阴阳两极时,在100 m A cm-2时的电压仅为1.46 V。在该电压下氧化300 mmol L-1的HMF,经过1802.3 C的电量可使HMF的转化率、2,5呋喃二甲酸（FDCA）的选择性和法拉第效率分别到达99.8%、99.6%和96.1%。此外,在流通式电化学反应器中,氧化电位为1.46 V时,时空产率可达到34.9 g L-1 h-1。数值模拟结果表明,经过三个反应单元后,300 mmol L-1的HMF几乎完全转化为FDCA,这为优化连续流动电化学反应工艺提供了依据和参考。（3）通过电化学沉积法在CoP表面生长了CoOOH,构造了异质结复合材料（Co P-Co OOH）。研究表明,异质结构中的Co P为p型半导体,易于积累电子,Co OOH为n型半导体,易于空穴积累。Co P-Co OOH作为电极材料电解150 mmol L-1的HMF时,仅需要1.14 V的起始电压。通过854 C的电量可使HMF的转化率、FDCA的选择性和法拉第效率分别达到98.3%、96.3%和96.3%。理论计算结果（DFT）表明,异质界面处的电子密度急剧增大,使Co P-Co OOH在电催化过程中具有相对较大的有效电子转移数。此外,在流动电化学反应器中,以1.42 V电压氧化150 mmol L-1的HMF,其法拉第效率和FDCA的选择性分别为98.2%和99.4%。（4）以镍片为原材料通过紫外激光烧结策略,构筑了富氧缺陷纳米氧化镍（Vo-Ni O）复合材料。研究表明,材料中含有低价态的Ni,且在38 A的激光电流下合成的材料所含氧缺陷最多。在100 mmol L-1的HMF中,Vo-Ni O作为电极材料时,氧化起始电位仅为1.26 V。且经过668 C的电量后,HMF的转化率、FDCA的选择性和法拉第效率分别为99.7%、99.2%和85.7%。DFT结果表明,Vo-Ni O中有较多的有效电子转移数,且Vo-Ni O对HMF具有较大的吸附能。此外,Vo-Ni O对HMF中的C=O和C-OH物种都有较强的红外吸附作用。同时,在流动电化学反应器中,以1.50 V的直流电源提供氧化电压下,其HMF的转化率、FDCA的选择性和法拉第效率分别为98.4%、97.7%和83.3%。