氢气（H2）是一种终极清洁能源,可应用于燃料电池以及化学工业。其中电解水制氢是高效安全的,可以进行大规模生产。电化学水分解制氢分为阳极的析氧反应（OER）和阴极的析氢反应（HER）两个半反应。由于析氧反应动力学缓慢,已成为电化学分解水制氢的瓶颈。开发高效、低成本的非贵金属氧化物电催化剂是工业应用的关键,但也是具有挑战性的。由于金属有机骨架（MOF）具有比表面积大、孔隙度高、孔道表面可修饰以及结构多样等特点,被广泛的应用在催化领域,是各种材料的先驱体。与原始MOF材料相比,MOF衍生的复合催化剂可以保持MOF的高比表面积和大孔隙率的优点,为催化过程提供更多的活性位点,以及碳化和各种后续处理后,催化剂的电子传输效率得到改善,从而提高其催化性能。但是磷化硫化等处理方法操作比较复杂,耗能高,实验重复性低。直接使用不同形貌MOF材料作为催化剂的案例非常少。本文通过改变不同金属盐及反应溶剂调控其微观形貌及结构,同时将稀土元素铈（Ce）引入,提供更多的反应活性位点以改善催化剂的性能,制备性能优良的催化剂。首先,本文探究了不同反应条件对合成ZIF-67的影响。以硝酸钴为钴源时,在甲醇溶剂中形成菱形正十二面体形貌的均匀颗粒,直径约为1 um。以硫酸钴为钴源时,在甲醇溶剂中形成球形形貌的均匀颗粒,直径约为1.2 um。在去离子水和DMF的混合溶剂中形成片层厚度为20 nm的二维均匀纳米片。生成二维纳米片的电化学性能最优,过电势为366 m V,Tafel斜率为98.9 m V/dec。其次,分别对三种形貌的ZIF-67进行不同比例的Ce掺杂,随着Ce掺杂比例的增加,晶粒尺寸不断增大,片层厚度增加,直至形貌被破坏。Ce掺杂会改变ZIF-67的物相,使其结晶度降低,随着掺杂比例的增加变成非晶态。在不改变晶体整体形貌时,一定量的Ce掺杂会提高材料的催化性能。Co/Ce比例在20:1及10:1时,具有较好的催化性能,优于未掺杂的ZIF-67。对二维片状的Ce-ZIF-67采用水热合成工艺,反应温度为60℃由常温时的2D片状变成花球形介孔结构,水热温度升高到100℃,ZIF-67为较厚的纳米片层。水热温度为60℃,掺杂比例为10:1时具有最好的催化性能,过电势最低为310 m V,Tafel斜率为79 m V/dec。最后,在氩气、空气、磷化、硫化气氛条件下对水热法60℃生成的花球状Ce-ZIF-67进行热处理,探究其组织结构及催化性能。结果表明,在氩气氛围下热处理,形貌部分破坏,花球形破损,同时物相发生变化,由ZIF-67物相变为Co的碳化物及Co Ce合金,整体催化性能较未热处理前有所提升。在空气氛围下热处理,形貌未改变,依旧为花球状介孔结构,物相由ZIF-67变为负载在碳基体上的Co3O4及Ce O2颗粒。最佳合成工艺为掺杂比例为10:1时过电势为274 m V,Tafel斜率为82.6 m V/dec。磷化及硫化处理,依然保持花球形形貌,物相变为负载在碳骨架上的Co P或Co S,催化性能整体均下降,Co P或Co S中反应活性位点数量少,不利于催化反应的进行。