随着化石能源等不可再生能源的利用与开发,一方面造成了能源缺乏,另一方面也污染了我们地球的环境。因此,寻找一种绿色清洁、无污染、可持续能源成为了人们迫切的需要。燃料电池是一种绿色、清洁、可再生的能源。但是,作为催化剂的铂及其合金由于自身在地球的含量较少,价格昂贵且稳定性和抗毒性都比较差,限制了其在商业上的应用和发展。碳纳米材料由于其本身具有良好的导电性和大的比表面积,在燃料电池、析氢材料、超级电容器等领域上都备受关注。但是由于碳材料本身的化学惰性,目前还缺乏一种有效可控的掺杂方法。放电等离子烧结(SPS)技术通过低压大电流作用于样品颗粒的接触部分,进而在局部地区会实现原子的重组,因此在有杂原子的气氛下,可以实现对碳纳米材料的可控掺杂。本文系统地研究了分别以尿素、B2O3、硫粉作为掺杂剂,石墨烯作为碳源,通过改变烧结温度和投料比等实验参数,从而制备出了氮掺杂、硼掺杂、硫掺杂的石墨烯。同时,还研究了不同掺杂类型的石墨烯的氧还原特性。目前很多文献证实了 W2C在电解水产氢方面有很好的应用,但制备纯相的W2C还十分困难。这里也探索了 SPS方法制备W2c的可能性。主要内容如下:(1)以尿素、B2O3、硫粉和石墨烯为原料,采用SPS方法合成杂原子掺杂石墨烯,通过Raman、TEM、SEM、XPS、XRD等对其形貌及结构进行表征。并利用CV、LSV、计时电流等测试研究了其在0.1 M KOH溶液中的氧还原电催化活性。(2)以仲钨酸铵和多壁碳纳米管为原料,采用SPS方法合成MWCNTs/W2C,通过TEM、SEM、XRD等对其形貌及结构进行表征。并利用LSV等测试研究了其在0.1MH2SO4溶液中的HER性能。