随着人们对能源需求的日益增加以及环境污染的加剧,传统化石燃料由于其不可持续性以及环境不友好已经无法满足要求,因此发展新型可持续、清洁的能源已经变得越来越紧迫。近年来,氢能由于其可持续、无污染、高能量密度等优点得到了研究人员的广泛关注。电解水制氢是其中一种制备氢能的方法,由于其便捷且不会产生有害物质,因而具有很高的研究价值。而其中析氧反应(OER)是电解水系统中重要的一个半反应,但由于反应动力学缓慢,造成了相当大的能量消耗。因此在应用中往往需要加入催化剂来加速反应的进行,由此来降低反应的能源成本。常见的商业中的催化剂依然是Ir基和Ru基贵金属,它们具有很高效的催化活性,但其储量稀少、价格昂贵等缺点阻碍了它们的广泛应用。近年来,非贵金属基催化剂正逐渐走入人们视野,特别是Co基催化剂在析氧反应领域展现了良好的催化活性。但与预期相比,还仍然有待提升。缺陷工程和合金化作为的催化剂优化手段已经逐渐得到认可,本论文通过静电纺丝的方法制备了一系列Co基催化剂材料,利用缺陷工程和合金化效应提升了催化剂的OER活性。本论文的主要研究内容如下:(1)通过静电纺丝法制备含有Co₃O₄纳米网,通过不同的热处理工艺,先进行预氧化后空气中煅烧,最后在Ar气氛下退火,使其在材料内部产生大量的晶界缺陷,通过HRTEM分析和后续性能的对比,发现晶界的存在对催化性能有显著地提高,当电流密度为10 m A cm^-2时,其过电位只有295 m V,Tafel斜率也低至31 m V dec^-1;(2)为了进一步提升钴基催化剂性能,通过静电纺丝在Co基材料中加入适量的Cu和Mn,然后在NH₃气氛下高温合金化,通过控制NH₃量来提高其合金化程度,后续通过XRD、SEM和TEM来探究了它的形貌和结构,也测试了其电化学性能,发现在高的NH₃气氛下高温合金化后的催化剂具有更好的催化活性,仅仅只要260 m V就能达到10 m A cm^-2,Tafel斜率为57 m V dec^-1;(3)为了探究Co基钙钛矿材料中氧缺陷与催化性能的关系,通过静电纺丝调节前驱体溶液中的加入取代金属的质量比和简单的一步煅烧得到一系列钙钛矿催化剂。通过不同金属在钙钛矿位点的取代来调制不同含量的氧空位。实验结果表明,氧含量适中的时候具有最优的催化活性,最优的催化剂在10 m A cm^-2电流密度下过电位为356 m V,Tafel斜率为73 m V dec^-1,在钙钛矿基催化剂表现优异。