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随着能源与环境问题的日益严峻,发展低成本环境友好的清洁能源吸引了人们广泛的关注。其中,利用高效且成本低廉的电催化剂催化分解水制取氢气被认为是最有前途的制备清洁能源的途径之一。然而,受制于涉及4电子和质子转移的水氧化过程的高能垒,开发高活性、低过电势的催化剂用于水氧化过程成为电催化水分解的关键。过渡金属氧化物是非常有潜力的水氧化催化剂,这主要得益于金属氧化物在碱性电解液中水氧化的本质特性。镍铁氧化物由于其低成本和可调控的电子组态成为电催化水氧化的研究热点。然而尖晶石型NiFe2O4并没有展现出优异的催化活性,这可能与其表面催化活性位点少且导电性不佳有关。基于此,本论文主要围绕提升尖晶石型NiFe2O4的电催化活性而展开,主要分为以上两个部分:1.基于缺陷工程提升介孔NiFe2O4的电催化水氧化性能通过硬模板法制备出介孔NiFe2O4,首次在其表面引入一系列不同浓度的氧空位来研究其电催化水氧化性能。采用高角环形暗场扫描透射显微镜（HAADF-STEM）、同步辐射X射线吸收光谱（XAS）和光电子能谱仪（XPS）分析其形态结构和电子组态。电催化水氧化测试表明氧空位的引入能够极大的提升其催化性能。结合实验和理论分析表明,NiFe2O4表面的氧空位作为催化反应的活性位点,不仅升高NiFe2O4的d-band中心,增强反应中间体与材料表面的吸附,而且在禁带内引入杂质能级而提高材料的导电性,因而催化性能较无氧空位缺陷的NiFe2O4优异,并且是目前报道NiFe2O4催化活性最高的。2.碳包覆NiFe2O4纳米颗粒展现出高质量比活性和高稳定性通过高温真空处理Ni/Fe油酸复合物再经炭化得到碳包覆NiFe2O4纳米颗粒,展现出非常优异的电催化水氧化性能,其起始过电位为220 mV且达到10 mA cm-2时所需过电势为300 mV。值得注意的是,当催化剂负载量为1 μg时其质量比活性高达5000 A g-1,且能在5 mA cm-2下稳定250小时以上。这表明碳包覆NiFe2O4纳米颗粒是非常优异的高效电催化水氧化催化剂,这主要得益于催化剂的尺寸小,颗粒表面包覆的碳层可以有效保护催化剂从而使之稳定催化水氧化。