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金属磷化物具有独特的电子结构,在磁性、催化、电化学能量存储与转化方面有着优异的应用潜力,受到了人们的广泛关注。但是,金属磷化物仍存在着制备条件苛刻、导电性差等诸多问题。鉴于此,本论文以聚吡咯(PPy)中空纤维为模板,采用不同的合成路线,分别制备了负载有孤岛状Ni2P、MoP量子点和三明治结构Sn4P3的复合材料,并分别探讨了它们的氧还原/氧析出反应(ORR/OER)双功能催化活性、锂-氧电池(LOBs)性能和钠离子电池(SIBs)阳极性能。具体研究内容概述如下:1、以PPy中空纤维为模板,通过溶液浸渍、高温碳化还原和低温磷化合成路径,制备了负载有孤岛状Ni2P纳米颗粒的中空碳纤维复合材料(Ni2P@HCF)。磷化后的碳化温度对复合材料的ORR/OER催化活性有影响,旋转环盘电极测试表明,在0.1 M KOH电解液中,经900℃碳化的Ni2P@HCF-900具有优异的ORR/OER双功能催化活性:ORR起始电位为0.0888 V(vs.Ag/AgCl),极限电流密度为4.348 mA cm-2(1600 rpm),ORR的催化过程是一个准四电子的反应;在10 mA cm-2的阳极电流下,Ni2P@HCF-900的OER电位为0.715 V(vs.Ag/AgCl),比商业Pt/C催化剂低70 mV,也表现出了更优异的OER催化稳定性。2、以PPy中空纤维为模板,通过水热反应和高温磷化过程,在N,P共掺杂的中空碳纤维上负载高度分散的MoP量子点,得到MoPQD@HCF复合材料,并通过抽滤,制备出无粘结剂型的三维自支撑氧电极。组装的LOBs显示出极好电池性能:较高的放电/充电比容量(高达6.75 mAh cm-2)、较低的充电电压平台(平均<3.85 V)、较高的倍率性能(高达0.4 mA cm-2)。通过对不同阶段充放电阶段的产物进行表征分析,结合MoP的密度泛函理论计算,阐释了 MoP量子点对LOBs充放电性能的影响。3、以PPy中空纤维为模板,通过溶液浸渍、碳包覆、高温碳化还原、溶剂热磷化等合成路线制备了三明治结构C@Sn4P3@HCF复合阳极。组装SIBs,发现经活化之后,C@Sn4P3@HCF复合阳极充放电容量维持在224 mAh g-1左右,库伦效率始终保持在99%以上,此外,还表现出了极好的倍率性能和循环稳定性。三明治结构可以有效地缓解充放电过程中Sn4P3体积变化所导致的容量衰减。