电解水制氢被认为是一种清洁有效的方法去解决化石燃料所引起的能源危机和空气污染问题。电催化水分解涉及到析氧反应（OER）和析氢反应（HER）两个半反应。因此,阴极和阳极都需要高效率,低成本和稳定性好的催化剂,以减少激活HER反应和OER反应所需的能量,从而实现工业化高效制氢。与HER仅涉及双电子转移的过程相比,阳极上的OER是四电子转移过程且反应过程中有中间体生成,反应过程和机理更为复杂,这就使得析氧催化剂往往需要较高的过电位,从而极大地限制了全解水的效率。因此,进一步降低OER过电位是高效水裂解的关键步骤。过渡金属硫化物因独特的二维结构,价格低廉,催化效率高等优点,引起研究人员的广泛关注,在全解水领域潜力巨大。本文通过对Ni₃S₂材料进行合成并用金属原子（Fe,Mo）进行掺杂调控,从而改善Ni₃S₂的电解水效率。具体内容如下:第一部分主要对铁掺杂Ni₃S₂纳米片的形貌结构与电解水性能进行研究。通过简单的一步水热方式,以泡沫镍作为衬底和Ni源,成功地合成出没有掺杂以及不同铁含量杂的Ni₃S₂。通过形貌的对比发现,Fe掺杂会改变Ni₃S₂的形貌结构,由不掺杂时的颗粒状物质转变为扭曲纳米片。在XRD测试中,并没有发现除了Ni衬底和Ni₃S₂相关峰外的其他杂峰。为了进一步确定Fe元素的存在,对相关样品进行了XPS测试,发现Fe元素确实存在,说明Fe成功地掺杂到Ni₃S₂中去了。随后,对Fe掺杂Ni₃S₂样品在1M KOH电解液进行了电化学性能测试,发现Fe的引入,并没有改善Ni₃S₂的析氢能力,而是有效地改善了Ni₃S₂的析氧能力。在1M KOH溶液中,Fe掺杂Ni₃S₂展现出较低的析氧过电势(η₁₀:246m V,η₁₀₀:290m V)和Tafel斜率（41m V/dec）。通过EIS测试,发现Fe能极大地减小Ni₃S₂材料在OER过程中的界面传输电阻,从而提高催化活性。第二部分主要研究MoFe共掺杂二硫化三镍纳米片的形貌结构与电解水性能。通过第一部分研究发现Fe和Ni能够其协同作用,极大地提高催化剂的析氧活性。为了追求更高的电解水效率,降低过电势,在此基础上对Ni₃S₂进行MoFe共掺杂。XPS、EXS、EDX和HRTEM等手段证明Mo和Fe元素确实掺杂到Ni₃S₂/Ni（OH）₂复合物之中,且Fe以Fe³⁺形式存在,Mo以Mo O₄^2-形式存在。研究结果发现,在Mo/Fe=5/3时,MoFe共掺Ni₃S₂展现出最优的OER性能,η₁₀₀低至263 m V,η₅₀₀仅为301m V,Tafel斜率为52m V/dec,同时在长达24小时测试中稳定性良好。通过EIS和Cdl分析OER机理,发现Fe³⁺和Mo O₄^2-能极大地减小界面传输电阻,增大活性面积,从而提高催化活性。综上,利用金属元素（Fe,Mo）对Ni₃S₂进行掺杂,可以有效地降低催化剂的传输电阻从而加快电子转移速率,同时有效地增大活性面积从而获得更多的活性位点,因此电解水效率得到了极大的提高。