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能源需求的增加跟全球气候变暖是人类面临的全新挑战。全球变暖带来的一系列极端气候问题越来越警示着人类做出改变。开发清洁是解决这些问题最关键的一步。氢能是最清洁的绿色能源,开发利用氢能对于应对全球变暖和能源危机有着非常重要的意义。电解水制氢无污染且环境友好,但是水分解过程动力学缓慢而造成能耗过高。因此,开发优良的析氢（hydrogen evolution reaction,HER）跟析氧（oxygen evolution reaction,OER）催化剂,来加速水分解的动力学过程,是解决这一难题的关键。近年来,非贵金属催化剂的水分解催化性能取得了长足的进步,但是跟贵金属催化剂相比还是有很大差距。从减少成本、增加催化性能的角度上来说,减小贵金属催化剂的尺寸是提升贵金属催化剂有效利用率的重要策略,本文采用参杂、电化学置换等方式制备贵金属负载的复合材料并进行了电化学性能的测试。研究内容如下:（1）通过限制在KIT-6的介孔内的IrCl3/Co（NO3）2的热解,制备了分散良好的亚纳米级（SNS）Ir修饰的介孔Co3O4。实验证明KIT-6模板在Ir团簇跟单原子的形成中起关键作用。经过工艺优化的Ir-Co3O4-1具有良好的OER催化性能。电化学结果表明,适度的Ir掺入有助于在OER过程中形成羟基氧化钴形式的高价Co离子,并且表现出了出色的OER性能。（2）通过部分金属热置换反应,在氮掺杂石墨烯包覆的CoNi合金纳米粒子修饰了Ru（OH）xCly团簇。电化学测试结果表明适度的Ru（OH）xCly团簇有利于改善CoNi合金纳米颗粒（CoNi@NC）的OER和HER性能。出色的性能归因于特别的电子结构以及来自各个组成部分的协同效应。这种在金属纳米颗粒上合成Ru（OH）xCly簇的便捷的策略可以明显增强OER活性和HER活性。（3）简单的尿素水玻璃法合成Ru（Rh,Co,Ni）掺杂的氮化钒。相比之下,Ru掺杂的VN比Rh、Co和Ni掺杂的VN具有更好的HER性能。这种优异的性能归因于Ru和VN之间独特的协同效应。这种简单易行的方法可以推广到制备一系列金属掺杂的氮化钒。（4）典型的金属-载体相互作用（MSI）包括电荷转移、界面周长、纳米颗粒形态、化学成份。调节催化剂的尺寸对催化活性有重要影响。在Bi2O3纳米棒上均匀修饰的Ru团簇制备了一种高效的析氢反应的“预电催化剂”。XRD和XPS分析结果表明在HER过程中,Bi2O3和Bi原位快速构象转变,导致金属-载体界面的重组,有效地提高了酸性和碱性电解质中析氢的电催化性能。