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随着世界人口的飞速增长,现代社会对于能源的需求也日益增长。化石能源是目前主要利用的能源,但化石能源大量消耗得不到补充的同时还带来了严重的环境污染问题。于是,寻找一种新型的可再生的清洁能源显得至关重要。氢气由于其热值高,无污染,来源广泛等特点被广泛认为是一种有希望替代化石能源的新型能源。在众多制备氢气的方法中,电催化分解水因其可以得到纯净的氢气不产生其他副产物而备受关注。目前最高效的催化剂大多是贵金属铂、铱、钌族化合物,价格昂贵无法适用于大规模的工业生产,因此制备合成价格低廉储量丰富的过渡金属化合物取代贵金属催化剂成为当今的研究热点之一。本文的主要研究内容包括:(1)通过电沉积的方法在泡沫镍上制备Co-P前驱体,经过常温下的选择性酸碱处理后用于在不同pH条件下的析氢反应(HER)。碱处理之后的CoxOy/NF电极可以在碱性条件下析氢,且只需要80mv的过电势就可以得到10mA/cm2的电流。而酸处理之后的Co-Pi/CoP/NF电极在酸性条件下只需要112 mV的过电势就可以得到10 mA/cm2的析氢电流。而且CoxOy/NF电极在碱性电解液中还具有析氧反应(OER)活性,只需要378mV的过电势就可以得到10mA/cm2的电流。CoxOy/NF与Co-Pi/CoP/NF电极在相应的电解液中都具有非常好的时间稳定性以及循环稳定性,解决了前驱体不具备的稳定性问题。在析氢过程中,+2价与+3价钴的协同作用是催化剂较高催化活性的关键,催化剂中磷酸钴的引入也可能引起人们对过渡金属磷酸盐催化析氢的关注与研究。(2)通过水热法合成了镍钼氧前驱体,在不同温度下用氨气将前驱体氮化得到不同的镍钼氮化合物NiMoN-500,NiMoN-600,NiMoN-700以及NiMoN-800。一系列的镍钼氮化合物在碱性电解液中均同时具有电化学析氢以及析氧活性。其中NiMoN-700只需要210 mV的过电势就可以得到10 mA/cm2的析氧电流,是一种非常高效的OER催化剂。NiMoN-700良好的导电性以及较大的电化学活性面积是OER性能优异的主要原因,双金属的协同作用也在其中发挥了至关重要的作用。