近年来，人们对替代传统燃料的清洁可持续能源的需求日益增加，分子氢 （H_2） 作为一种前景广阔的清洁可再生能源载体的研究越来越受到关注。水的电化学或光化学分解是生产氢气的一种经济高效的方法。在现有催化剂中，铂族贵金属催化剂具有最高的析氢反应 （HER） 性能和分解水稳定性。然而，它们自身的高昂价格和有限的储量在很大程度上限制了它们的广泛应用。因此，迫切需要制备一种低成本、原料丰富的金属基化合物来替代贵金属，可用于大规模的分解水和析氢。过渡金属化合物作为高效且丰富的析氢催化剂越来越受欢迎，例如氮化物、碳化物、硫化物和磷化物。在上述金属基化合物中，过渡金属磷化物 （TMP），尤其是钴基磷化物，被认为是最具竞争力的化合物。但目前其析氢性能仍难以与贵金属的析氢性能相媲美，且其制备工艺复杂，会产生磷化氢等有毒物质。因此，改进 TMP 的制备方法和性能尤为重要。本文重点介绍了 TMPs 光催化和电催化分解水析氢的研究背景、过渡金属磷化钴的合成方法以及 TMPs 结构对析氢性能的影响。本文首次报道了水热法在 3 h 内快速制备磷化钴，然后通过改进磷化钴形成的纳米复合材料，进一步分析了复合材料对析氢性能的影响。
这对于应用简单无污染的方法制备磷化物以取代铂族贵金属，并用于大规模水分解和析氢具有重要的指导意义。（1）采用简单快速的水热法直接合成磷化钴微球，然后以生成的磷化钴为基溶液，在室温下在磷化钴（Co_2P）上原位生成硫化镉（Cd S）。通过调节 Cd S 在衬底溶液中的反应时间Co_2P研究了 Cd S 纳米线生长对Co_2P形成的复合材料对光催化析氢反应的影响，并分析了光催化析氢性能增强结构的机理。（2） 采用一种简单高效的一步水热法直接生成具有可控氧化还原石墨烯 （r GO） 成分的 Fe Co_2P/r GO 纳米复合材料，并在碱性环境中测试了复合材料的析氢性能和稳定性。测试分析表明，催化剂的析氢性能与金属元素和复合导电衬底的同时掺杂具有协同作用，大大提高了单相磷化钴在碱性环境中的析氢性能。（3） 采用两步简单高效的水热法合成 Ni（OH）_2/Co_2P 纳米复合材料。首先，采用一种简单有效的一步水热法合成Co_2P微米球。其次，通过添加不同摩尔量 Co_2P 的镍源作为基础乙醇溶液，生成了具有不同 Ni（OH）_2 含量的 Ni（OH）_2/Co_2P 纳米复合材料。从理论上分析了该结构的电催化析氢反应机理，进而研究了纳米复合材料在碱性环境中的电催化析氢性能。