现今,解决能源危机与环境污染的问题,是人类能否实现持续繁荣的关键策略。因此,积极的探索替代性能源便显得尤为迫切。其中氢能由于高的能量密度,以及在使用过程中不会产生有毒物种和温室气体,成为了人们对新能源追求的热点。通过电催化分解水直接将水分子转换为氢能源的方法,具有高效、快速的特点成为了目前众多氢能源制备方法中最具有潜力的方法之一。然而,电催化水分解的整体效率被析氧反应(OER)过程中高势垒的四电子反应所限制,因此,通过构建不同的催化剂体系,使得电化学过程中析氧反应的性能得到提升,是目前水分解制氢领域的重点研究方向之一。本文通过活性材料与不同良性基底嫁接改性的方式,成功的将不同纳米结构的廉价金属电催化剂直接集成在不同的比表面积大的、强度高的、导电性良好的泡沫镍铁和碳基纳米纤维基底上。活性材料与基底间的协同,提供了较低的界面电阻,使得电极系统的电导率得到大幅度提升,从而使得良好的OER性能以及稳定性得以实现。本论文的研究内容如下:一、源于Ni-Fe泡沫合金直接无缝生长的Ni0.86Fe2.14O4纳米六方块状电催化剂,用于水分解析氧反应。在180℃和pH=4的条件下,我们通过简单的一步水热合成方法,采用镍铁泡沫合金(NFF)基底当作反应中的镍源和铁源,直接在NFF基底上集成了纳米六方块状的Ni0.86Fe2.14O4电极系统。在1 M KOH中,当电流密度达到1000 mAcm-2时,Ni0.86Fe2,14O4展现出了仅需320 mV过电势的优异OER性能,这在目前所报道的OER催化剂中具有一定的竞争力。同时,20 h的恒电流(20 mA cm-2)测试也证明了其良好的电化学稳定性。此催化剂与商业化的Ru02及其同类产品相比性能得到了很大的提升。二、基于静电纺的DNA分子自组装Co2P-Co2N核壳结构纳米纤维电催化剂用于水分解析氧反应。我们利用DNA分子所具有的磷酸基团作为磷源,实现了 Co2P纳米颗粒的合成,并通过经典的一步静电纺丝法成功地将高度分散Co2P-Co2N核壳结构嵌入碳纳米纤维,从而制备了集成的Co2P-DNA(C)@CNF电催化剂。由优异的OER性能的Co2P-DNA(C)@CNF纳米纤维的成功制备,我们证明了 DNA磷酸基团作为磷源来合成磷化物的可行性,此外,电化学稳定性也由长时间的恒电流(20mA cm-2)测试得到了证明。此制备方法快捷、环保为高效合成其他过渡金属磷化物铺平了道路。