近年来,人们对传统化石燃料（煤,石油,天然气等）的强烈依赖引发了一系列环境污染和能源危机等问题。因此,各种清洁、可持续的新能源技术被开发出来解决这些问题。氢能作为一种来源广泛、清洁高效、具有高能量密度的理想新能源受到广泛关注。其中,利用可再生能源电解水制氢（HER）因其可在短时间内大批量生产高纯度H2,不会对环境造成太大影响成为能源研究中最为广泛研究的领域之一。当前,铂基贵金属仍然是电催化HER最活跃的催化剂,但其稀缺性和过高的价格限制了大规模商业化应用。因此,开发高性能、低成本的电极材料已成为人们研究的热点。在非贵金属催化剂中,具有金属特性的过渡金属磷化物（TMPs）因其较高的活性和较低的成本在这一研究领域显示出巨大的潜力。其中,磷化镍良好的耐酸碱性,高度的稳定性及磷化钴较高的电导率使其发展为高效的电催化剂。基于这些特点,本文选用Ni-Co-P基材料为主要研究对象,除了优化组分提高其本征活性外,对电极结构进行设计和调控以提高电化学析氢速率,减少反应过电位,从而减少能源消耗。本论文主要研究工作及获得的结论如下:（1）以泡沫镍为基底,尿素为沉淀剂,基于水热和原位磷化法制备金属磷化物的基础上,再通过选择性刻蚀的方式构建出具有多孔结构的双层过渡金属磷化物阵列。本研究通过改变水热时间、调控Zn掺杂量等方法,探究了基底表面双层过渡金属磷化物的合成机理。随后,协同调控HCl刻蚀锌物种的时间与产生的孔结构属性,并研究了该结构材料的电催化水解产氢性能,探究了过渡金属磷化物的多孔结构及双层阵列对产氢性能的促进机制。结果表明,与传统的单层阵列相比,顶层纳米叶片阵列在泡沫镍载体上的底层纳米线阵列上均匀生长,最大限度地暴露出催化活性位点,提供了较大的电解液接触面积,加速气泡的释放,从而显著提高了催化活性。受益于Zn掺杂调控的电子结构和特殊的双层阵列结构与盐酸刻蚀诱导的均匀多孔结构的协同作用,优化的H-Zn-Ni Co-P/NF-15在碱性电解液（1 M KOH）中展现出优异的电催化活性。当驱动10和100 m A/cm~2电流密度时,分别仅需要的过电位为59和156 m V,Tafel斜率为66 m V/dec,且表现出良好的电化学稳定性,经过30000次CV测试及24 h的恒电位极化后,只有轻微的电流损耗。（2）将水热生长在泡沫镍基底上的Co-Ni-O基纳米线阵列作为支撑模板,经过Co-Ni硝酸盐与氟化铵的二次电沉积修饰,制备得到了多层级NF/Ni-Co-LDH纳米线/Ni-Co-OH纳米片阵列结构前驱体材料,随后,对其进行原位磷化处理,制备得到表面粗糙的Ni Co P@Ni Co P核壳阵列电极。本研究通过控制阴极电流密度的大小,受控合成孔隙丰富,比表面积较高的核壳纳米阵列。结果表明:与一步水热法和电沉积法合成的Ni Co P单级结构相比,优化后的Ni Co P@Ni Co P-CS/NF催化剂表现出超好的HER活性和耐久性,当驱动100 m A/cm~2电流密度时,在0.5 M H2SO4中过电位为154 m V,在1.0 M KOH中过电位为143 m V,而且在经过长时间CV及i-t测试后,仍然表现出良好的结构及电催化稳定性。