氢能作为一种资源丰富、清洁无污染的“绿色能源”,在未来的能源结构中占据重要的地位。在众多制氢方法中,电解水制氢由于具备原料丰富、工艺简单、无污染、产氢纯度高等优势,成为未来制氢发展的重要方向。但是电解水过程中存在阴极过电位的问题,导致能耗增加,难以大规模推广使用。为了降低能耗,研究低析氢过电位、高催化活性的阴极材料具有重要的意义。影响析氢性能的主要因素包括几何因素和能量因素。因此,制备高催化活性的析氢材料可以通过两种途径实现:（1）通过使用高比表面积的基体材料、减少沉积颗粒尺寸等手段来增加析氢活性位点,使电解过程中电极表面的真实电流密度降低,达到降低析氢过电位的目的;（2）寻找高催化活性的新型材料,提高电极本身的电催化活性。为此,本论文研究制备具有高比表面积、耐腐蚀性的钛基载体材料,并通过电化学沉积法在其上面负载Re-Ni合金,研究其在1 M KOH溶液中的析氢性能。本论文主要研究工作包括:（1）采用阳极氧化和高温氮化两步法在铌钛合金片上制备了氮化铌钛纳米管阵列（Nb-Ti NNA）,并探究阳极氧化工艺、氮化温度对Nb-Ti NNA电极的形貌及性能影响。TEM以及XPS的分析表明Nb-Ti NNA主要由混合的多晶TiN和Nb₄N₅组成,表面的化学态存在形式可能是Ti-N、Ti-O、Ti-N-O、Nb-N、Nb-N-O和Nb-O键。接触角以及电化学测试表明Nb-Ti NNA具有极好的亲水性、耐腐蚀性能以及导电性。（2）以Nb-Ti NNA为载体,通过恒电流沉积法成功制备了Re-Ni/NNA复合电极,其中电沉积800 s的复合电极具有最佳的表面结构及电催化活性,Re-Ni纳米颗粒大部分分布在纳米管之间的间隙里以及纳米管管口,极少部分存在于纳米管内。电化学测试表明Re-Ni/NNA复合电极具有优异的析氢催化活性和稳定性,在电流密度为10、50 mA cm^-2时,析氢过电位仅为130 mV、180 mV,Tafel斜率约为52.88 mV dec^-1,且电荷转移电阻仅为5.88Ωcm^-2。在恒电流(即10 mA cm^-2、50 mA cm^-2)连续电解水100 h期间,Re-Ni/NNA复合电极的析氢过电位波动幅度不大,且长时间电解之后的析氢曲线和最初的析氢曲线相比,电催化电流效率基本无变化。（3）采用阳极氧化法在钛网上制备呈管状放射性分布的TiO₂纳米管阵列（TNTs/TM）。以TNTs/TM为载体,通过恒电流沉积法成功制备Re-Ni/TNTs/TM复合电极。与Re-Ni/TNTs/Ti、Re-Ni/TM相比,Re-Ni/TNTs/TM复合电极具有较好的析氢催化活性与稳定性,在电流密度为10、50 mA cm^-2时,析氢过电位仅为181 mV、357 mV,Tafel斜率约为100.6 mV dec^-1;在10 mA cm^-2的恒电流下连续电解水100 h后,Re-Ni/TNTs/TM复合电极的析氢过电位基本无变化。