社会在不断的发展进步,人类对于能源的需求与日俱增。目前应用的能源仍是以不可再生的化石能源为主,然而,此类能源的不可再生性以及使用产生的环境污染问题决定了它们不能一直作为人类的主要能源。因而新能源的开发成为了迫在眉睫的任务。在众多的新能源中,氢能由于其能量密度高,燃烧产物清洁环境友好,存储方式多样化成为理想的新能源。电催化和光电催化分解水两个制氢方法,得益于其能量来源低廉丰富,反应过程以及产物清洁无污染等优势,成为最具发展潜力的产氢方式。但水分解反应中水氧化半反应由于涉及4电子质子转移,需要较高的反应电势,且反应动力学缓慢,因而拖慢了整个反应进程,成为了水分解的瓶颈所在。因此,研究设计高效且稳定的水氧化催化剂,提升水氧化半反应的速率,成为了提升电催化及光电催化分解水的重要课题。催化反应发生于催化剂的表界面处,因而催化剂的界面状态以及性质对材料的催化性能具有重要影响。故对催化剂的表界面进行调控,是提升催化剂催化性能的重要手段。因此,本论文从对催化剂的表界面进行调控入手,采用构建复合材料的方法,有效的提升了电/光电催化材料的催化效率。具体的研究内容如下:第一章中,首先简要的介绍的氢能的背景意义以及制备方式,并针对其中两种最具优势的制备方法:电催化及光电催化两种方法,系统的介绍了二者的基本原理和性能参数。然后,分析水分解反应中水氧化半反应(OER)对水分解反应的制约,并通过对目前电/光电催化OER催化剂研究现状的分析,总结了电/光电OER催化剂提升催化性能的表界面策略,引出本论文的选题意义及研究内容。第二章中,我们对CeCO3OH/NiFe LDHs复合材料的制备、表征及电催化性能进行了研究。采用两步水热法合成了 CeCO3OH/NiFe LDHs复合材料。测试表明,复合电极与单一的NiFe LDHs或CeCO3OH相比,具有更好的OER催化性能。研究发现这是由于CeCO3OH/NiFe LDHs复合材料存在Ce3+(?)Ce4+的氧化还原转化,这可以为复合材料提供一个短的离子扩散路径,因而可以促进氧的快速扩散以及电子的传输。同时,CeCO30H/NiFe LDHs复合材料的ESCA也有提升,表明复合材料的反应活性位点增加。这是由于CeCO3OH纳米球与NiFe LDHs纳米片的镶嵌结构,有效的减少了 LDHs纳米片的团聚,减少了因团聚造成的活性活性位点损失。实验结果表明CeCO3OH与NiFe LDHs的协同效应可以有效的改善NiFe LDHs的表界面性质,进而提升NiFe LDHs的OER催化性能。第三章中,合成了一种全新的带有强供电子强疏水基团的Ir有机分子水氧化催化剂IrL1(Cp*)Cl,将其作为助催化剂采用简单的物理锚定方法将其吸附于BiVO4及Ti/Fe2O3之上,由于其疏水性的特质,在水介质中具有相当好的稳定性,相对其他的水溶性水氧化催化剂而言,不需要外加保护层,稳定性测试表明该种催化剂在中性溶液以及PH=14的强碱溶液中都具有比较好的稳定性。我们测试了复合光阳极IrL1(Cp*)Cl/BiVO4和IrL1(Cp*)Cl/Ti/Fe2O3的光电催化性能。测试表明助催化剂IrL1(Cp*)Cl的负载有效的提升了光阳极的光催化性能,其中偏压为 1.23V vs RHE 时,IrL1(Cp*)Cl/BiVO4和 IrL1(Cp*)Cl/Ti/Fe2O3 的电流密度能够达到1.58 mA/cm2和2.26 mA/cm2,是原始BiVO4及Ti/Fe2O3光阳极的2.6倍和1.67倍,同时,二者的界面分离效率分别达到了 60%和91%,界面分离效率的提高表明助催化剂的负载极大的减少了界面处的载流子复合问题,因而提升了光阳极的光电转换效率。对复合光阳极进行光照稳定性测试表明负载助催化剂后BiVO4及Ti/Fe2O3光阳极的稳定性有了极大的提升,表明IrL1(Cp*)Cl的负载能够作为保护层,提升材料的抗光腐蚀能力。总之,利用复合材料的协同效应,能够有效的改善电/光电OER催化剂催化效率,提升水分解反应中水氧化半反应的反应效率,进而促进电/光电催化分解水的效率。