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氢能具有高能量密度、环境友好等优点被认为是化石燃料理想替代品。在传统制氢方法中,电解水制氢由于操作简单、环保、高效等特点受到了人们的广泛关注。近年来,人们研究了大量的非贵金属催化剂以代替RuO2/IrO2和Pt等贵金属材料。然而,多数材料存在导电性差以及测试过程中样品脱落等问题,从而导致其催化性能的降低。因此,开发一种具有杰出的机械稳定性、高导电性的非贵金属材料作为高效的电解水催化剂显得尤为重要。本论文以泡沫铜作为基底和铜源,通过电化学方法原位生成了具有高电导率以及机械稳定性的草坪状Ni/Cu纳米片阵列、Ni-P/Fe（OH）3-Cu纳米管阵列和草坪状Ce掺杂Ni-S@Cu复合材料作为高效的电解水催化剂。此外,探究了不同沉积时间、不同电流密度以及不同电解液浓度对催化性能的影响。论文主要内容概括如下:1.通过简单的恒电流电沉积路线成功在泡沫铜上生长草坪状Ni/Cu纳米片阵列。实验表明,所制备的草坪状Ni/Cu纳米片阵列具有优异的电催化析氢（HER）活性。在1 M KOH溶液中,Ni/Cu纳米片阵列仅需要38 mV的过电位即可提供-10 mA cm-2的电流密度。同时,所制备的催化剂还表现出高耐受性。在-30 mA cm-2的电流密度下连续催化50 h后过电位没有明显增加。上述出色的电催化活性得益于催化剂的特殊草坪状结构,该结构不仅可以暴露出更多的催化活性位点,而且促进了电解液的渗透和气体的扩散。此外,将所制备的Ni/Cu/CF电极作为两电极体系中的阴极,RuO2/CF作为阳极用于全水裂解,在1 M KOH电解液中,Ni/Cu/CF//RuO2/CF电极仅需要1.51 V的槽电压即可达到10 mA cm-2的电流密度。2.以硝酸铁作为铁源,氯化镍和次亚磷酸钠分别作为镍源和磷源,成功在泡沫铜上制备了Ni-P/Fe（OH）3-Cu纳米管阵列作为高效的OER催化剂。在1.0 M KOH溶液中,所制备的复合电催化剂仅需271 mV的过电位即可实现20 mA cm-2的电流密度,Tafel斜率为57.7 mV dec-1。在100 mV s-1的扫描速率进行1000 CV循环后,催化剂的过电位几乎没有增加;在电流密度为20 mA cm-2的条件下连续催化130小时后,电位仅从1.527 V增加到1.541 V,这表明所获得的复合电催化剂具有出色的循环稳定性和耐受性。上述杰出的电催化活性应归因于其特殊的管状结构以及Ni-P合金与Fe（OH）3纳米管之间的协同作用。另外,通过电化学还原Cu（OH）2得到了具有优异导电性的单质铜,进一步提高了材料的催化性能。3.通过温和的恒电流电沉积路线成功在泡沫铜上制备了Ce掺杂Ni-S@Cu纳米片复合材料作为析氧催化剂。研究了影响最终产物催化性能的一些参数,例如沉积时间和硝酸铈的掺杂量。电化学测试表明,掺入0.2 mmol Ce（NO3）3·6H2O所制备的电极具有最优的催化活性,仅需240 mV的过电位即可达到50 mA cm-2的电流密度。此外,该催化剂在0.56 V（vs.Hg/HgO）的电位下连续催化35小时后电流没有明显下降。值得注意的是,将所制备的Ce-Ni-S@Cu/CF电极与Ni/Cu/CF电极分别作为两电极体系中的阳极和阴极进行全水裂解。在50 mA cm-2的电流密度下,Ni/Cu/CF//Ce-Ni-S@Cu/CF仅需要1.58 V的槽电压即可实现全水解。