化石燃料的日益枯竭和由此引起的环境问题激发了对包括氢能在内的新能源方式的深入研究。作为化石燃料最有前途的替代品之一,氢气具有高的能量密度和对环境友好的优点,因此引起了人们的广泛关注。电解水制氢一直以来被认为是从水分子中提取氢能最具吸引力的途径之一,它包括析氢（2H⁺+2e^-→H₂）和析氧（2H₂O→O₂+4H⁺+4e^-）的两个化学反应。理论上来说,在电化学装置中于常温常压下只需在阳极和阴极之间施加1.23 V的电压即可使水完全转化为氢气。然而,为了克服实际电化学反应中缓慢的动力学过程,实际操作的水的电解电压往往比理论值更大,通常把高出理论值的部分称之为过电势。电催化剂可以降低水分解反应的活化能与相应的过电势,提高电解水的制氢效率。Pt、Ru等贵金属颗粒被认为是最常见的高催化活性材料,然而其高昂成本严重限制了它们在工业上的广泛应用。因此,开发以非贵金属为基础的高活性材料是未来实现大规模工业制氢的有效手段。本论文以一维Co_xNi_1-xO纳米线阵列为结构骨架,探索微量铱元素掺杂对Co_xNi_1-xO纳米材料电催化性能的影响机制,论文主要的研究内容如下:1、通过水热法成功制备了微量铱元素掺杂的Co_xNi_1-xO纳米线阵列,铱元素的掺杂量控制在1%以下,并系统地研究了Ir-Co_xNi_1-xO材料的HER、OER和全解水性能。实验发现,微量依掺杂可以明显地提升Co_xNi_1-xO纳米材料的电化学性能。当Ir在样品的含量仅为0.57 wt%时,Ir掺杂的Co_xNi_1-xO样品具有最为优异的HER和OER性能。特别的,在1M KOH的电解液中电流密度达到10 mA·cm^-2时的HER过电势为260 mV,OER过电势为53 mV。将Ir（0.57 wt%）-Co_xNi_1-xO/NF的样品作为双功能催化剂用于全解水的阳极和阴极时产生10 mA·cm^-2电流密度需要施加的电压仅为1.55 V。2、采用第一性原理理论计算（DFT）对Ir元素掺杂在调控Co_xNi_1-xO的电子结构的影响和HER以及OER反应中被吸附物吉布斯自由能的改变等方面进行了量化计算。计算结果表明,Ir掺杂后Co_x Ni_1-xO总的态密度向导带移动,费米能级附近电子的相互作用增强,相应的禁带宽度变小表现为半金属,说明Ir掺杂提高了材料的导电性。相应的吉布斯自由能计算结果表明,Ir掺杂后材料表面对氢原子吸附的活性加强,?G_H*由原来的0.823 eV变为0.523 eV,更加接近理想催化剂的值。同样的,Co_xNi_1-x-x O催化剂参与OER反应时对中间体吸附的吉布斯自由能在Ir掺杂后也明显降低。