电解水是一种能够制备高纯度氢气的技术。电解水有两个半反应,分别为析氧反应（OER）和析氢反应（HER）。目前,性能优异的电催化剂为Pt,RuO₂,IrO₂等贵金属催化剂。然而因其资源匮乏,价格昂贵而限制了其广泛应用。研究过渡金属化合物代替贵金属催化剂受到了人们的广泛关注。本文以橘子皮为模板、还原剂以及碳源,硝酸铁为单一铁源,用浸渍-煅烧法,分别在空气、氮气气氛下制备了具有特殊形貌的Fe₃O₄和Co_x/Ni_x-Fe_1-x@C（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）纳米结构材料,并对其磁、吸附以及电催化析氢、析氧性能进行了研究。主要研究内容如下:1.以橘子皮为模板、还原剂、碳源,硝酸铁为单一铁源,在空气气氛下,用浸渍-煅烧法制备了Fe₃O₄纳米结构材料,考察了煅烧温度（250,350,450,550,600℃）以及橘子皮（OP）用量（1.0000,1.5000,2.0000,2.5000,3.0000,3.5000 g）对样品磁性能以及电催化析氧性能（OER）的影响。通过样品的XRD、SEM、TEM、BET、FT-IR等表征结果表明:成功制备了Fe₃O₄纳米材料,说明适量的橘子皮在煅烧的过程中被碳化,使部分的Fe³⁺转换为Fe²⁺,形成Fe₃O₄纳米材料。这表明橘子皮不仅是模板,而且发挥了还原剂的作用。样品特殊的形貌以及多孔的结构,暴露出了很多活性位点,使样品具有很好的电催化析氧活性。2.第二部分在第一部分研究的最佳制备条件（橘子皮用量为2.0000 g）,在管式炉、氮气气氛下,制备出了一系列Fe@C纳米材料,而且样品中含有大量的碳。同样,考察了煅烧温度以及OP用量对样品磁、吸附以及电催化OER和HER性能的影响。研究结果表明OP赋予了样品特殊的形貌,发挥了模板作用;样品具有多孔结构,边缘有卷曲现象,这些因素都有利于电催化析氧、析氢以及吸附性能。通过电催化测试数据可知,样品Fe@C-800-2.0的OER和HER性能都最佳,电流密度为10 mA cm^-2时的过电势分别为378 mV和217 mV。此外,对样品吸附性能的研究结果表明,样品对50 mg L^-1 MB染料具有很好的吸附性能。吸附性能的最佳材料的制备条件为煅烧温度700℃,橘子皮用量为3.0000 g。3.在第二部分的研究基础上,我们加入了Co和Ni,其他制备条件与之前的相同,制备了FeCo合金和FeNi合金。而且,Co和Fe的加入比的不同,样品的晶胞也会有相应的变化。同时,改变Ni和Fe的加入比时,样品的XRD特征衍射峰也会有相应的偏移。样品具有特殊的形貌,而且样品由很多层薄片叠加而成。样品具有多孔结构,边缘卷曲。这些边缘位置会暴露出丰富的活性位点。而且样品也具有很大的比表面积和孔容。这些孔道结构有利于电催化中水分子的吸附和活化,电子的快速传输,以及氧气和氢气的逸出。