目前,高能量、低密度的氢能已成为最受欢迎的新能源之一。电解水制氢因设备简单、易大规模应用,故成为工业制氢的重要方式。电解水包含两个半反应:析氢反应（HER）和析氧反应（OER）,由于OER反应的动力学迟滞,使得电解水系统在实际应用中受到限制。贵金属氧化物Ru O2、Ir O2的OER催化活性非常优异,但在地壳中的储量稀少,使之用于大规模工业生产受到阻碍,因此设计开发廉价的非贵金属OER催化剂迫在眉睫。过渡金属（Ni/Fe/Co等）及其化合物显示出了催化活性优、结构稳定、成本较低的优势。在众多廉价的过渡金属催化剂中,镍基材料具有较低的水分解电压,被认为是极具潜力的OER催化剂。Ni Fe氢氧化物在镍基催化剂中占有重要地位,作为在碱性电解质中活性较高的催化剂,当在实际应用价值更高的中性电解液下工作时,催化活性衰减显著,因此改善其在中性条件下的OER催化性能势在必行。结构材料Ni3Al基合金在腐蚀介质的侵蚀下仍能保持长期安全的工作,合金具有高电导率且成分中的Ni和Al均是OER活性元素,因此Ni3Al基合金是一种潜在的OER催化剂,通过有效手段提高其催化活性,对开发耐腐蚀的高效催化剂具有重要意义。改善材料催化性能的有效途径主要集中在缺陷引入、应变调控、构建异质结、元素掺杂等方式。改性的主要目的是通过调节电子结构、暴露更多的活性位点、降低反应的活化能垒从而提高催化活性。基于此,本文利用室温溶胶凝胶方法合成了Cu掺杂的Ni Fe氢氧化物;利用高温退火热处理的方法对Ni3Al基合金进行了应变调控。分别通过局部电子效应以及界面应变效应调控催化剂对中间体的吸附,降低反应能垒,提高催化活性。主要研究内容如下:（1）采用室温溶胶凝胶法制备了Cu掺杂的Ni Fe氢氧化物,在0.5 M饱和CO2的KHCO3（p H=7.2）电解质中探究其OER性能。实验获得的Ni Fe Cu氢氧化物在电流密度为10 m A cm-2时,具有385 m V的低过电势,并表现出了100 h的优越稳定性。X射线光电子能谱（XPS）和X射线吸收能谱（XAS）分析表明,Cu掺杂可以调节Ni周围的电子结构,改变了活性位点Ni的局部电子状态,Cu2+的高电负性会导致OER过程中部分电荷从Ni转移到Cu,有效地促进高价Ni3+的形成。同时密度泛函计算模拟显示,掺杂Cu后,均匀分散的Cu确实可促进Ni2+的氧化,有效降低Ni原子的d-带中心,优化OER中间体*OH、*O的吸附能,提高了OER催化活性。（2）对Ni3Al基合金进行高温退火热处理,调控合金化过程中引入的应变效应,并在1.0 M KOH（p H=13.8）的电解质中进行OER性能测试。Ni3Al材料在合金化的过程中,γ’I相从γ+γ’枝晶中析出,可在γ’/γ界面处造成晶格失配,引入应变效应。热处理退火温度的变化会引起γ’相尺寸的变化,当γ’相尺寸越小时,γ’/γ边界就越多,应变能则越大。较大的应变能可有效调节活性位点Ni原子的d-带中心,降低催化剂表面对于含氧中间体的吸附能,提高了OER催化活性。实验结果显示,在1160℃下退火的样品,γ’相尺寸最小,OER性能最优,可在10 m A cm-2的电流密度下实现280 m V的过电势,并表现出了180 h的卓越稳定性。