化石能源为人类做出巨大贡献的同时,也引发了一系列问题,如能源短缺、环境污染等。氢能在许多新型能源中脱颖而出,是21世纪最有前途的清洁能源。在制氢技术中,电化学裂解水析氢（HER）是较简单、经济的制氢方法,但需要高效的电催化剂以便能在低过电势下产生大的极化电流密度。目前对于HER来说,贵金属Pt和Pt类的催化剂是最活跃的电催化剂,但其昂贵的成本和稀缺性限制了它的商业化应用。因此,研究者们为了开发高效且丰富的非贵金属电催化剂做了许多努力。近年来,过渡金属磷化物（TMPs）因其类贵金属性质而被广泛研究,被认为是最有可能替代Pt和Pt类贵金属的有效催化剂。过渡金属磷化物是由过渡金属与磷合金化形成,具有优异的导电性能,这个特性非常有利于电极的电学输运,能够有效提升电极上电化学反应的动力学速度。研究表明,在电催化裂解水制氢反应时,过渡金属磷化物作为催化剂,其表面氢吸附能量势垒较低,相较于其他报道的催化剂材料,具有更低的热力学反应条件,析氢反应更易进行,但过渡金属磷化物的催化性能还有待进一步提高。因此,基于以上分析,本硕士论文研究了掺杂外来原子和包裹碳壳两种方法来探索对TMPs性能的提升。论文的主要内容归纳如下:（1）Al掺杂CoP3纳米线阵列,首先利用水热法制备出Al（OH）F纳米阵列前驱物,再通过真空封管法,在高温无氧的条件下,加入红磷作为磷源,合成了Al掺杂的Co P3纳米线阵列。同时,并通过调控前驱物中Al的质量比例,以及煅烧的温度,以寻找最优的比例制备出新型催化剂应用于电催化产氢。其中,掺杂质量比为10%的Co P3纳米线（Al（10%）-Co P3 NAs/CFP）,展现了优异的电催催化性能,当电流密度为10 m A cm-2时,所需的过电位仅40 m V。需要本文测试结果表明,Al掺杂改变了原有的Co P3的电子结构,使Al作为电子转移中心,将电子贡献给附近的Co和P原子,增加了电子转移率,也可以使Co P3表面与H原子间的键合变弱,使析氢反应更容易进行。并且,掺杂Al可以使Co P3获得更大的特殊表面积,更容易暴露于催化活性位点,有利于催化性能的提升。（2）N掺杂C壳包裹WP2纳米颗粒,首先利用真空封管技术合成了WP2纳米颗粒,随后加入二氰二胺作为碳源,以气固相反应法,合成了N掺杂C壳包裹的WP2纳米颗粒,并对其电催化产氢性能进行研究,且通过调控前驱物中二氰二胺的质量比例,以寻找最优的比例应用于电催化之中。其中,N掺杂C壳包裹WP2纳米颗粒展现出了优异的电催化性能,只需要57 m V的过电位就可以得到10 m A cm-2的电流密度,远优于WP2纳米颗粒,且在酸性、中性和碱性环境都表现出来良好的稳定性。实验结果表明,由于引入碳壳包裹后,使W和P的结合能向负方向偏移,调节了H离子的吸附能力,为电荷转移提供了途径,增加了样品的导电性。并且碳壳中的N掺杂,增加了石墨化碳壳层中的电子密度,增加了催化剂中电子的转移速率。此外,碳壳的存在也增加了催化剂抗腐蚀的能力。