1、能源危機和環(huán)境污染問題亟待解決，電解水制備氫能被認為是解決該問題的有效方式之一，可以很好的實現(xiàn)能源存儲以及滿足清潔能源需求，但是電解水陽極析氧反應(OER)涉及復雜的四電子轉移，并且形成O-O鍵過程需要克服很大的勢壘，因此需要很高的過電勢驅動反應。動力學緩慢的陽極析氧反應被認為是整個電解水過程中的限制步驟。
　　傳統(tǒng)的貴金屬催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性，例如RuO2和IrO2，但是由于存儲量稀少，價格昂貴以及穩(wěn)定性差等問題限制了其

2、商業(yè)大規(guī)模應用。研究人員開始尋求可以替代貴金屬的高效廉價催化劑。尖晶石型Co3O4存儲量豐富，價格低廉，結構穩(wěn)定同時也具有不錯的催化活性，被認為是很有發(fā)展?jié)摿Φ拇呋牧稀Ｅc此同時，二維材料的興起也給催化劑帶來新的機遇。高暴露的表面原子以及超大的比表面積為催化反應提供大量的活性位點。具有單胞甚至原子級別厚度的超薄納米片，相鄰片層原子之間的束縛弱化，晶格更容易發(fā)生畸變和扭曲，降低催化反應所需要的能量，從而提高催化活性。另一方面，具有超大比表

3、面積的超薄片是理想的載體，高暴露的表面原子更有利于負載物與載體之間的電子相互作用。通過表面修飾等手段可以有效的調控超薄片本征的電子結構，更能從原子角度分析電子結構與催化性能之間的關系?；谏鲜霰尘?，以設計高效穩(wěn)定的電解水析氧催化劑為中心，論文分為以下四章內容:
　　第一章:系統(tǒng)介紹二維超薄材料的研究進展。首先介紹了研究背景，然后系統(tǒng)介紹了超薄片的分類和合成方法，以及超薄片在電催化領域的獨特優(yōu)勢。闡述本文的研究內容以及研究意義。

4、r>　　第二章:采用溶劑熱法和后續(xù)的熱處理，制備厚度為三個單胞大小的超薄多孔Co3O4納米片，表征了超薄片的形貌結構并對其進行電化學析氧性能測試。結果表明超薄多孔Co3O4納米片的OER活性遠大于相應的塊材樣品，過電勢為0.5V時，超薄片的電流達到9.97mA cm-2，比塊材Co3O4(0.73mA cm-2)遠遠高出13倍之多。
　　第三章:為了進一步提升Co3O4的電解水析氧性能以滿足工業(yè)需求，在超薄片的基礎上進行納米Au修

5、飾，調控其電子結構從而改善性能。分別采用浸漬法和機械攪拌法成功制備Co3O4/Au納米片，并制備負載量不同的一系列樣品。不同方法制備的Co3O4/Au納米片的電解水析氧性能都有明顯提升。機械攪拌制備的Co3O4/Au(15mg/25ml)納米片表現(xiàn)出最好的電化學活性，在0.5V過電勢下，相比較未修飾的納米片，Co3O4/Au納米片電流密度從9.97mA cm-2增加到14.76mA cm-2。XPS，Raman以及X射線近邊吸收結構譜(