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化石燃料的大规模使用导致了日益严峻的环境污染、气候变化及化石资源枯竭等问题,化石能源的替代研究受到了人们的广泛关注,其中绿色无污染的清洁能源（太阳能和风能）是目前和未来开发的重点。然而,太阳能和风能具有极大的波动性和不连续性,对其使用造成了极大的障碍并导致资源浪费。因此,将太阳能和风能存储起来并在需要的时候进行可控释放对这些清洁能源的利用十分重要。氢气具有能量密度高、环境友好、可再生等优点,是一种理想的能源载体。通过电解水制氢将太阳能和风能转化为化学能是一种重要的储能方式。电解水制氢面临的主要问题是电催化剂价格昂贵、稳定性不佳且能耗高。因此,开展成本低、活性和稳定性高的新型电解水催化剂研究具有十分重要的意义。本论文分别采用共沉淀法、原位刻蚀生长法、刻蚀共沉淀法在泡沫镍（NF）基底上合成了系列Co Ru（OH）x、Ni Fe Ru（OH）x和Ru基水杨酸配位化合物（SA-Ru）电催化剂前驱体,经焙烧或磷化处理得到了具有优异电催化析氢（HER）性能的Co Ru Ox、Ni Fe Ru Ox和P掺杂Ru O2（P-Ru O2/SA）电催化剂,采用多种表征手段对获得的前驱体及催化剂进行表征分析,并测试了所制备电催化剂在碱性、中性及酸性电解质中的HER性能,具体研究内容如下:1.采用共沉淀法在NF基底上分别构建了一层Co（OH）2、Co3Ru（OH）x、Co4Ru（OH）x、Co5Ru（OH）x和Ru O2前体薄膜,之后在300℃下进行焙烧处理得到Co3O4、Co3Ru Ox、Co4Ru Ox、Co5Ru Ox和Ru O2电催化剂,研究发现,Co4Ru Ox电催化剂在碱性（1 M KOH）、中性（1 M PBS）和酸性（0.5 M H2SO4）电解质中都展示出最优异的HER性能,特别是在碱性电解质中,Co4Ru Ox电催化剂分别仅需78、106和130 m V的过电位就能产生100、300和700 m A·cm-2的电流密度;在中性和酸性电解质中产生100、300、700 m A·cm-2电流密度所需要的过电位分别为127、245、417 m V和79、113、142 m V。在碱性和中性电解质中的催化活性优于商业Pt/C催化剂,而在酸性电解质中的活性则略低于Pt/C催化剂。在1 M KOH中,Co4Ru Ox电催化剂还具有较低的Tafel斜率(42.38 m V·dec-1)和高的法拉第效率（99%）。同时,Co4Ru Ox在碱性电解质中显示出卓越的稳定性,5000次CV循环后LSV曲线没有发生明显变化,经500 h恒电位测试后,电流密度仅从300 m A·cm-2下降至277 m A·cm-2。Co4Ru Ox电催化剂优异的HER性能归因于Ru O2纳米颗粒尺寸小并与Co3O4形成高度分散的结构,Co4Ru Ox与NF有很强的结合力,具有良好的电子转移能力和较大的电化学活性面积。2.采用原位刻蚀生长法在NF表面合成了一系列不同Fe:Ru摩尔比的Ni Fe Ru（OH）x薄膜,经300℃焙烧处理后得到了一系列不同Fe:Ru摩尔比的Ni Fe Ru Ox电催化剂。测试结果表明Ni Fe0.33Ru Ox电催化剂性能最为优异,在碱性、中性和酸性介质中均具有出色的HER催化活性,在碱性介质（1 M KOH）中尤为突出。Ni Fe0.33Ru Ox电催化剂在碱性、中性和酸性介质中驱动100、300、700 m A·cm-2电流密度所对应的过电位分别为76、106、133 m V,130、223、385 m V和79、120、151 m V,在碱性和中性电解质中的催化活性均优于商业Pt/C催化剂。Ni Fe0.33Ru Ox电催化剂在1 M KOH中的Tafel斜率为42.54 m V·dec-1,法拉第效率为99.4%。不仅如此,在碱性电解质中经5000次CV循环后,Ni Fe0.33Ru Ox催化剂的HER性能只有微弱衰减,经500 h恒电位测试后,电流密度仅由300 m A·cm-2略微下降至292 m A·cm-2,具有优异的稳定性。Ni Fe0.33Ru Ox优异的HER性能归因于Ru O2纳米颗粒尺寸小并高度分散在Ni O-Fe3O4纳米片中,使活性位点充分暴露,且Ni Fe0.33Ru Ox紧密结合在NF表面,具有良好的导电能力和较大的电化学活性面积。3.以NF为基底,利用刻蚀共沉淀法在NF表面沉积了一层SA-Ru薄膜,然后以次磷酸钠为磷源,在氮气气氛中磷化处理制备了P-Ru O2/SA电催化剂。P-Ru O2/SA电催化剂在碱性（1 M KOH）、中性（1M PBS）和酸性（0.5 M H2SO4）电解液中均有着突出的HER催化性能,在碱性溶液中的性能格外出众。在1 M KOH、1 M PBS和0.5 M H2SO4电解液中,P-Ru O2/SA电催化剂驱动100、300、700 m A·cm-2的电流密度分别仅需75、101、128 m V,130、233、456 m V和65、97、137 m V的过电位。P-Ru O2/SA在1 M KOH中的Tafel斜率为41.84 m V·dec-1,法拉第效率为96%。P-Ru O2/SA电催化剂在碱性电解质中具有极好的稳定性,5000次CV循环后LSV曲线几乎与初始曲线重合,经500 h恒电位测试后,电流密度几乎保持不变,仅由300 m A·cm-2下降至298 m A·cm-2。P-Ru O2/SA优异的HER性能归因于Ru基水杨酸配位化合物的形成使Ru元素呈原子级分散,磷化处理时可形成尺寸极小的P掺杂Ru O2,暴露更多的活性位点;水杨酸配体转化得到的碳层可提高导电率,加速电子转移,促进HER的顺利进行。