随着能源危机和环境污染问题日益严重,能源转换和存储装置得到了快速发展。上述装置的核心反应主要涉及电催化析氢反应（HER）、析氧反应（OER）及氧还原反应（ORR）。但反应存在过电位较高,反应动力学缓慢等问题。开发新型高效电催化剂可以有效降低反应能垒,提高反应动力学。目前,贵金属基催化剂催化性能最好,但其储量稀少、价格昂贵,因此,降低贵金属用量并开发性能优异的过渡金属基催化剂成为电催化领域的研究热点。过渡金属碳化物因具有类Pt电子构型,成为极具发展潜力的电催化材料。然而,制备时用到的高温热解步骤常常导致颗粒尺寸较大、产物易团聚烧结,极大地降低了催化性能。因此,设计开发性能优异、价格低廉的过渡金属碳化物意义重大。基于此,本论文开展了以下研究工作:1、采用模板牺牲法,以g-C3N4和多巴胺为双氮源制备了氮掺杂碳包覆碳化铁纳米复合材料（Fe3C@NPGL）。碳层不仅可以有效避免碳化铁纳米颗粒团聚,还可以与碳化铁产生协同效应提升催化剂活性和稳定性。XPS测试结果表明,采用双氮源策略制备的Fe3C@NPGL中,氮掺杂量（8.86%）高于分别以g-C3N4（1.85%）或多巴胺（2.23%）为单一氮源制备的催化剂。另外,碳层的石墨化程度随着碳化温度的升高而增大,同时氮含量会逐渐减少。电催化性能测试结果显示,当氮含量和石墨化程度都达到最佳时,Fe3C@NPGL会呈现更大的电化学活性面积,从而展现出最优的ORR性能,其起始电位和半波电位分别为1.05 V和0.87 V,均优于商业Pt/C催化剂。该工作证实双氮源策略可以有效提升催化剂活性和稳定性。2、通过热解POMOFs制备了Cu嵌入Mo2C八面体的纳米材料,Cu的存在可以保护碳化钼不被过量碳覆盖,再经酸刻蚀Cu得到纯相Mo2C催化剂,BET比表面积分析结果显示,酸刻蚀后的Mo2C具有更大的比表面积(251.12 m2 g-1),高于Cu/Mo2C(91.88 m2 g-1)。当以其为载体负载贵金属钌（Ru/Mo2C）用于电催化产氢时,在酸性介质中,在电流密度为10 m A cm-2时,其过电位为52.6 m V,Tafel斜率为40.1 m V dec-1,且该催化剂在循环10000圈前后LSV曲线没有发生明显偏移,证明碳化钼负载钌纳米晶可以有效提升催化剂的产氢性能。