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氢能源具有可直接存储,能量密度高,资源丰富和燃烧产物无污染等优势,被认为是21世界最有潜力的新型能源。目前制备氢气的主要方式是通过电解水反应来实现,其过高的过电位使反应过程中需要消耗大量的电能,因此,设计性能高效稳定且成本低廉的电解水催化剂,是当前社会的一个研究热点。优异的电催化剂通常需要具备以下几个特点:1、较大的比表面积2、较强的导电性3、较丰富的活性位。在本论文中,我们以层状材料-水滑石作为研究对象,制备了两类催化剂,并对其性能进行了深入的分析。1、通过焙烧还原NiFe(CN)6-插层的NiCo-LDH得到了 NiFe-NiCoO2。据我们所知,这是第一次直接采用一步离子交换法得到金属基阴离子插层的NiCo-LDH。所制备的NiFe-NiCoO2具有独特的空心结构,使其具有较大的比表面积,有益于电催化活性位点的暴露,同时也能够使电解液与材料充分接触,加快反应速率。NiFe-NiCoO2二元复合材料的电催化剂具有铁、钴、镍三个电催化活性位点,镍、钴、铁三活性位点协同作用,降低了电催化反应的能量壁垒,从而显著降低了电催化过电势。其中,NiCoO2作为OER电催化剂的活性物质而NiFe alloy作为HER电催化剂的活性物质,合金的存在也增加了材料的导电性。复合材料无论在析氧析氢还是全水分解过程中,均展现了优异的电催化性能和稳定性。这项工作为可持续能量转换和储存设计高效水分解催化剂提供了一种新方法。2、利用ZIF-67,通过模板法一步直接得到了空心十二面体的NiCo-LDH和CoCo-LDH,并探究了外加金属盐的量对水滑石的形貌与结构的影响,同时测试了五组NiCo-LDH和五组CoCo-LDH的电催化析氧性能。所制备的NiCo-LDH(X=2,X为Ni(NO3)2和ZIF-67质量投料比)和CoCo-LDH(Y=7.5,Y为Co(NO3)2和ZIF-67质量投料比)具有独特的空心结构,使其具有较大的比表面积,有益于电催化活性位点的暴露,同时也能够使电解液与材料充分接触,加快反应速率。由测试结果得知,作为析氧电催化剂,所制备的NiCo-LDH(X=2)和CoCo-LDH(Y=7.5)时具有低的过电位和塔菲尔斜率,两种水滑石的电催化析氧性能均高于商业用的Ir/C催化剂。同时,NiCo-LDH和CoCo-LDH在析氧过程中,均展现了优异的稳定性。