伴随着环境和大气污染的加剧,人们对化石燃料的危害有了更加深刻的认识,寻找一种可再生且清洁的能源已经迫在眉睫。在众多新型能源中,氢能由于其绿色、循环利用和高能量密度（其燃烧焓变为-286 k J/mol）被誉为化石燃料的理想替代品。在当期已经开发的制氢技术中,电催化分解水制氢技术不仅成本低,而且高效环保,能够比较简便地大规模制备出氢气,它能够在低的过电势下产生大的阴极电流密度,其中催化剂扮演极为重要的角色,优秀的催化剂能够为大规模地制氢提供一个比较有发展的工业前景。目前,铂及其铂基材料被认为性能最佳的催化剂,但是由于在地球上的稀缺储量,使其难以在工业上大规模应用,因此,开发成本低、性能高效、稳定的非贵金属析氢反应（HER）催化剂成为研究的重点。在当前已经开发的非贵金属HER电催化剂中,过渡金属磷化物（TMPs）由于其优秀的电催化性能成为当前研究的热点。因此,本文的主题是V,Al掺杂NiP2纳米片的制备、HER电化学性能及其亲水性的研究。主要研究内容归纳如下:（1）成功在碳纤维纸上制备出不同掺杂比例的V掺杂NiP2纳米阵列,实验研究表明V元素的掺杂能够有效地提高NiP2纳米片的电催化性能,研究表明不同掺杂比例优化其电子结构的能力不同,调节的电子结构不同,因此,催化性能也不同,其中当掺杂比例为5%的时候其催化性能达到最优,产生10 m A cm-2的电流密度只需要73 m V的过电位,Tafel斜率仅为49 m V dec-1。研究结果证明,V元素的掺杂能够有效地优化其电子结构、增强导电性、增加电子转移、增大电化学活性面积,这些因素都显著增加了其电化学析氢性能。（2）通过水热以及真空封管磷化技术,在纤维上成功制备了Al掺杂NiP2纳米片阵列（Al-NiP2 NSs/CFP）。电化学测试结果表明,在Al原子掺杂以后,在0.5M H2SO4的环境中其HER过电势仅需要58 m V就能够达到10 m A cm-2的电流密度,相比于未掺杂NIP2其电化学性能大幅度提高,并且我们也测试了其在碱性以及中性条件下的电催化析氢性能,其结果也表明相比于纯NiP2,在Al掺杂后,仅需要99 m V以及92 m V的过电位就能达到10 m A cm-2的电流密度。电化学测试表明在铝元素掺杂以后,其导电性以及催化活性面积显著提高。（3）通过DFT计算研究了Al掺杂对NiP2表面析氢性能的影响。计算结果表明Al元素掺杂后,相对于费米能级的d带中心由NiP2的-1.90 e V转变为Al-NiP2的-1.96 e V,表明在Al掺杂后弱化了H原子与催化剂表明的吸附能,进而促进了H的解吸过程。理论研究表明,元素掺杂能够有效地促进催化性能的提高。（4）通过对NiP2形貌结构以及析氢性能的研究,我们发现其在高电流密度的情况下,Al-NiP2NSs/CFP的析氢性能超过了商业Pt/C薄膜电极的性能,通过对其亲水性的研究发现,相对于Pt/C薄膜电极,Al-NiP2粗糙的电极表面具有更好的亲水疏气性,这样更有利于气泡在电极表面的释放,减少了活性盲区,这种现象在高电流密度情况下表现尤为明显,也证明了表面形貌结构对电化学性能的一个重要影响。