随着社会经济的繁荣发展和科学技术的快速进步，煤炭，石油等化石能源在人类生产和日常生活中的消耗与日俱增。然而，随之而来的是化石能源危机以及其大规模使用所造成的严重环境污染。全球性的能源危机和环境污染迫使世界各国的研究者投身于发展可持续发展的能量储存和转化系统。在众多新能源（太阳能，风能，地热能，生物质能等）中，氢能由于燃烧热值高且地球储量丰富而脱颖而出，引起了科研工作者的广泛兴趣和高度重视。在过去的几十年中，作为最具使用前景的生产清洁能源的技术，电解水和直接尿素燃料电池受到了广泛的关注和研究。　　作为典型的无机二维材料，层状双氢氧化物(LDHs)的应用领域涉及催化，离子交换，生物医药，吸附和能量储存和转化系统。LDHs主体层板中的二价和三价金属阳离子的比例和种类具有可调节性，主体层间的插层客体种类和数量也具有可调节性，且LDHs具有可剥离性等特点，因此LDHs材料，尤其是过渡金属基LDHs材料在电催化领域表现出高的催化性能。但是，通过调控其组成、结构、形貌来提高催化活性和稳定性仍然是探索可商业化应用的电催化剂的研究重点。本论文在NiFe LDH的基础上，通过一步水热法合成了Ni纳米颗粒修饰的NiFe LDH超薄纳米片，实现了导电性的提高，获得了高效且稳定的产氧反应(oxygen evolution reaction,OER)和尿素氧化反应(urea oxidation reaction,UOR)双功能催化剂。通过室温共沉淀法制备了不同Co含量掺杂的FeNiCo氢氧化物，系统研究了Co含量对FeNiCo氢氧化物材料的比表面积，导电性，以及OER催化性能的影响。本文具体研究内容和结论如下:　　(1)NiFe LDH纳米片的合成与表面修饰。调节合成条件得到功能化的Ni NP/NiFe LDH和NiFe LDH超薄纳米片，研究其比表面积，导电性能对其电催化水氧化性能的影响。首先，采用简便的一步水热法合成了Ni NP/NiFe LDH和NiFe LDH超薄纳米片。所合成的Ni纳米颗粒修饰的NiFe LDH超薄纳米片厚度仅为2nm，Ni纳米颗粒的平均尺寸为10nm。发现Ni NP/NiFe LDH在1M KOH溶液中比NiFe LDH和Ni(OH)2具有更高的电催化产氧活性，具体表现为在电流密度达到10mA/cm2时，Ni NP/NiFe LDH所需过电位为328mV，分别比NiFe LDH和Ni(OH)2的小47和76mV。实验表明Ni NP/NiFe LDH具有极好的稳定性，维持电流密度为10mA/cm2时的过电位在20小时内基本没有明显的变动。Ni NP/NiFe LDH的OER活性高于NiFe LDH的原因在于Ni纳米颗粒良好的导电性，减小了催化剂的电荷转移电阻，Ni纳米颗粒和NiFe LDH直接接触后产生的协同作用也有重要影响。本研究对开发设计成本低但高效的能量转化和存储设备电催化剂有重要意义。　　(2)Ni NP/NiFe LDH的UOR性能。以不同尿素浓度的碱性溶液为电解液，分别测试了NiFe LDH和Ni NP/NiFe LDH超薄纳米片的UOR催化活性。在1MKOH和0.5M尿素混合溶液中，Ni NP/NiFe LDH和NiFe LDH表现出相近的UOR起始电势，说明其具有相同的活性位点。然而，Ni NP/NiFe LDH的峰电流密度可达到300mA/cm2，比NiFe LDH的峰电流密度(251mA/cm2)更大，表明其UOR催化活性高于NiFe LDH。　　(3)弱晶化FeNiCo氢氧化物的OER性能研究。通过共沉淀法在室温条件下合成了不同比例的FeNiCo氢氧化物，考察了不同Co含量对其电催化产氧性能的影响。所得FeNiCo氢氧化物的形貌为不规则的岛状，平均厚度约为2nm，且结晶性弱。实验结果表明，随着Co含量的增加，电化学活性表面积基本没有发生变化，而材料导电性增加，电荷转移加快，FeNiCo氢氧化物的OER性能提高，过电位明显降低。FeNi2Co2氢氧化物在过电位为232mV时即可达到10mA/cm2的电流密度，且具有较小的塔菲尔斜率(48mV/dee)，与其他OER催化剂的性能相比处于领先水平。XPS测试结果显示，该方法制备的FeNiCo氢氧化物中有+4氧化态的Fe存在，而Fe4+对Ni电子结构的影响，也是FeNiCo氢氧化物材料OER活性高的重要原因。