化石能源的过度消耗导致了能源短缺、环境污染等问题,发展清洁能源迫在眉睫。氢能源其因其来源广泛,燃烧值高且无污染被誉为人类社会的“终极能源”。另外,氨不仅是一种重要的化学品,同时也是一种优良的燃料和能源载体。目前工业制氢和合成氨主要来源于化石燃料,从而加剧了能源短缺和环境污染问题。通过电催化技术来制备氢气和氨可以有效的缓解上述问题。电解水制氢和电化学合成氨属于竞争反应,因此催化剂是影响电极性能的关键因素。过渡金属纳米材料因其独特的物理化学性质,价格低廉且含量丰富而在电解水和电化学合成氨等领域中越来越发挥着重要的作用。在本文中,通过调控过渡金属纳米材料的组成、尺寸和形貌来研究催化剂对电化学合成氨和电解水的影响。本论文的主要研究内容及成果如下:（1）以六水合氯化钴和六水合氯化镍为前驱体,尿素为还原剂,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,通过水热反应在碳布上生长Ni-Co-OH纳米线阵列;随后进行硫化处理得到纳米管阵列;并在其表面原位生长沸石咪唑酯框架材料;最后经过退火处理得到具有多孔中空结构的沸石咪唑酯框架材料衍生碳包覆的纳米管材料。该催化剂具有发达的孔隙、中空结构以及大量超细的Ni Co纳米粒子,可以为电解水提供便利的通道和足够的活性位点。因此,在碱性条件下,该催化剂表现出优异的析氢和析氧性能,在电流密度为10 m A·cm^-2时,其过电位分别为81 m V和280 m V。该方法以过渡金属纳米阵列为牺牲模板,在其表面形成了ZIF衍生碳基复合材料,为制备高性能、高稳定性的电解水催化剂提供了有效的策略。（2）以六水合硝酸钴、六水合硝酸锌和2-甲基咪唑为原料,通过简便的水相反应直接合成树叶状的沸石咪唑酯骨架结构材料,然后将该材料经过退火及磷化处理,最终得到金属Co P修饰的氮掺杂碳纳米片复合材料（Co P-N-CNSs）。此外,通过改变前驱体的比例及反应时间可以调控催化剂的组分和形貌。在电催化氮气还原反应中,该催化剂表现出较高的产氨速率(12.4μg·h^-1·mg^-1_cat.)和法拉第效率（5.4%）以及良好的稳定性。该方法为制备高效电化学合成氨催化剂提供了有效的合成思路。