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在当今能源危机和环境污染日趋严重的背景下,电化学催化分解水产氢和电化学储能具有十分重要的现实意义。金属镍的硫化物(NiSx)具有法拉第电容和电化学催化特性。NiSx作为超级电容器电极材料,有高的电导率及理论比电容,但倍率性能和循环稳定性有待提高;它作为电催化剂,其催化活性难以媲美大多数贵金属基材料。本文主要利用简单的方法优化NiSx结构设计,提高NiSx的电容性能和催化性能。论文主要工作如下:1.利用简单的无模板法,以α-Ni(OH)2微球为前驱体,采用热处理和水热法,合成具有分级结构的NiSx中空微球。并探究了不同热处理温度对NiSx电化学性能的影响。电化学测试表明,由300℃热处理得到的中间体Ni转变形成的NiSx(NiSx-300)具有更高的比容量。将此样品和活性炭分别作为正、负极材料组装成混合超级电容器,其具有良好的循环稳定性,同时可以获得高的能量密度和功率密度。2.将上述得到的NiSx中空微球作为电催化剂,研究不同热处理温度对NiSx催化性能的影响。研究发现,NiSx-300由于具有丰富的电催化活性位点以及高的比表面积,表现出更加高效的OER和HER活性。同时将NiSx-300作为析氧和析氢电极,构建两电极体系电解池,其具有很好的循环稳定性和增强的电催化活性,是一种潜在的高效双功能电化学分解水催化剂。3.以β-Ni(OH)2为前驱体,采用水热法,合成具有三维花状结构的NiS,并研究其OER电催化活性。结果表明,NiS独特的三维花状结构能够暴露更多的催化活性位点,而高的孔隙率可以促进质子/电荷的传输,因此NiS有利于OER催化反应动力学的进行,保证O2的持续析出。