世界经济快速发展的同时,伴随着各行业之间的相互竞争。人类在面临着化石燃料日益消耗而带来的能源危机时刻,绿色新能源行业逐渐发展起来。半导体纳米纤维阵列材料具有高比表面、低密度、大的长径比等特点,使其在太阳能电池和醇类燃料电池等新技术领域具有广阔的应用前景。制备这种纳米纤维阵列材料的方法有很多,其中,脱合金方法由于工艺简单、合成成本低以及所制备出的样品杂质含量少,因此受到了越来越多的关注。然而,采用脱合金方法制备纳米纤维薄膜材料的相关研究还比较少,值得开展进一步研究。本课题组前期采用脱合金方法成功制备出了非晶Cu-Ti/金属Cu三明治纳米纤维结构膜材料,该材料具有纤维纤细、阵列化程度好且有效活性面积大的优点。但是,这种方法获得纳米纤维的形成过程以及生长机制还不清楚。因此,本文系统研究了该三明治纳米纤维结构膜的生长机制,并对改性处理的纳米纤维结构膜进行了光电特性及醇类电催化性能的研究。本文首先以非晶Cu-Ti/金属Cu三明治多层膜为脱合金前驱体,在室温条件下,将样品按照精细设定的腐蚀时间在碱性溶液中进行一步脱合金处理,从而获得不同腐蚀时间的半导体纳米纤维阵列结构膜。辅助SEM、XPS、STEM、EDS等表征技术对制备出的纳米纤维的生长过程与内部成分分布变化规律进行了测试,根据实验结果分析出整个脱合金过程中纳米纤维阵列的生长过程。分析发现,纳米纤维的生长先伴随着活泼金属原子Ti的溶解、惰性金属原子Cu的扩散与团聚成岛状结构,而后这种岛状结构的根部会继续受到腐蚀,使得Cu原子在其根部聚集,而反应生成大量的Ti O2不断地在岛状结构的顶端与根部析出,促使岛状结构朝着单一方向生长,最终形成了纳米纤维阵列。因此,纳米纤维的生长机制可以判定为析出生长机制。其次,对非晶Cu-Ti/金属Cu三明治薄膜经脱合金后获得的具有半导体纳米纤维阵列结构膜材料进行了光电流响应特性研究,发现其光电流响应强度随着脱合金时间延长而增强。再次,对具有纳米纤维结构的薄膜进行烧结处理,实现了改性处理后光电流响应特性的大幅度提升。最后,在脱合金前驱体非晶Cu-Ti/金属Cu体系中进行Ni金属掺杂,获得Ni化合物与金属氧化物复合的纳米结构催化剂材料;对非晶Cu-Ti/金属Cu纳米纤维结构薄膜烧结处理后的样品进行水热负载Pd处理,制备出负载Pd型催化剂材料。这两种催化剂对于乙醇的电催化均表现出较好的催化活性和稳定性,而负载Pd型催化剂催化效果更佳、在醇类电催化领域更具应用优势。