随着环境问题的不断恶化,人们对清洁能源的要求越来越高。氢能因其高热值、无污染而备受关注。随着风能、地热能、潮汐能等清洁能源的大力发展,电解水制氢技术再次受到了人们的广泛关注,风能等清洁能源具有地域性和间歇性等缺陷,因此,可以使用这些过剩的可再生能源通过电解水制氢技术将其转化为氢能,从而可以有效的克服其缺陷,所以研究电解水的过程具有非常重要的实际意义。基于上述问题,科研工作者们做了大量的研究工作,近几年主要集中在贵金属、过渡金属硫化物、磷化物、硒化物、氢氧化物等方面。其中过渡金属硫化物因其具有良好的导电性、较低的成本和良好的电催化活性而备受关注,氢氧化物因其具有丰富的活性位点以及层间距可调等优点引起了众多研究者的关注,但是很少有研究者会关注集流体、核壳结构以及亲水性等对材料性能的影响。本论文以简单、高效的电沉积法、水热法、溶剂热法等方法制备不同结构的氢氧化物、硫化物并且制备了新型的集流体,对材料亲水性进行调控以及制备了核壳结构,得到了三种性能优异的电解水催化剂:首先将Co（OH）₂纳米片电沉积到Ni包覆的金属化棉织物上,制备了具有HER和OER性能的金属、金属氢氧化物复合的电催化剂。Ni-Co-30表现出较高的HER和OER电催化活性和优异的稳定性,其析氧性能与商业RuO₂催化剂相当。此外,在1.0 M KOH电解液中,Ni-Co-30在全解水电解池中组装成阴极和阳极,组装好的电解池在电流密度为10 mA cm^-2时产生1.64 V的过电位,表明所制备的催化剂具有良好的应用前景。其次采用溶剂热法,制备了一维的Ni₃S₂纳米线,并在其表面包覆了一层超薄的二维α-Co（OH）₂。由于在一维Ni₃S₂纳米线上形成了超薄的α-Co（OH）₂,所得的核壳结构的Ni₃S₂@Co（OH）₂催化剂降低了起始电位、过电位,提高了催化剂的稳定性,表现出优异的电催化性能,证明了其具有较高的HER和OER催化活性,在电流密度为10 mA cm^-2的条件下,能够以1.64 V的恒定电压持续100 h。结果表明,所得Ni₃S₂@Co（OH）₂在全解水过程中具有良好的催化稳定性。最后在泡沫镍上通过水热法、冷冻干燥法和热处理三步合成0D-Fe-CQDs修饰的3D-NiMoO₄纳米片阵列。通过扫描电镜、接触角测试等物理表征表明,由于0D-Fe-CQDs均匀分散在3D-NiMoO₄片上,提高了NiMoO₄纳米片表面的亲水性。Fe-CQDs/NiMoO₄/NF在10 mA cm^-2的电流密度下HER、OER过电位分别为117 mV和336 mV,具有良好的电化学性能,表明不同尺寸复合材料改善亲水性能够提高电解水催化剂的高法拉第效率。