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在燃料电池、金属-空气电池、电解水设备等电化学能量转换装置中,析氧反应（OER）起着至关重要的作用,但由于其本征动力学的迟缓性,而受到了极大的影响。因此,开发经济、高活性、耐用性好、效率高的OER电催化剂仍然是一个巨大的挑战。此外,对人体血液中葡萄糖浓度的监测严重关系到人们的健康和生活方式,葡萄糖浓度过高,会导致糖尿病及伴随的一系列并发症。因此,对葡萄糖传感器的研究具有重要意义。非酶葡萄糖传感器具有成本低、低廉高效、稳定性好等优点,受到越来越多的关注。过渡金属纳米材料具有价格低廉、制备过程简单、结构易于调节等优点被广泛应用于各个方面。以Ni、Co、Fe基材料为主的过渡金属纳米材料环境友好、储量丰富、稳定性好、活性高被应用于电催化析氧和葡萄糖传感器的研究中。因此,本文设计构建和制备了一系列过渡金属纳米材料,并研究了材料的组成、微观结构及其用于电催化析氧和葡萄糖传感器中的电化学性能。主要研究内容及结果如下:1、通过水热法在碳布上制备珊瑚状的Co0.875Fe0.125OOH纳米网阵列。通过研究金属间的摩尔比,探究微观结构与电化学性能的关系,确定Co、Fe比为7:1为最佳金属比,应用于析氧反应的研究中,实现对其电化学性能的优化。Co0.875Fe0.125OOH/CC作为OER催化剂时,在1.0 M KOH中,当电流密度为20 mA cm-2时,过电位为300 mV,Tafel斜率为83 mV dec-1且具有超过50 h的长时间电化学稳定性。钴离子的引入,显著地增强了FeOOH基材料的OER活性。2、通过水热法和低温磷化方法,在泡沫镍上直接生长Ni1V1P纳米片自组装微球,研究不同Ni、V比对形貌和电化学性能的影响,实验证实Ni、V比为1:1为最佳的金属比,作为OER催化剂,Ni1V1P NSs/NF具有独特的三维（3D）纳米片状微球结构和良好的导电性,仅需要250 mV和290 mV的过电位,即可达到50 mA cm-2和100 mA cm-2的电流密度,并且具有可以在碱性溶液中保持15 h的长期电化学稳定性。3、通过化学镀方法直接制备出以泡沫镍为基底的新型部分非晶化的CoFeB纳米片阵列,研究不同反应时间对微观结构和电化学性能的影响。作为OER催化剂,CoFeB-5-30/NF具有特殊的部分非晶结构和有序且紧密排列的纳米薄片结构,增加了活性表面积,提供了更多的活性位点,并促进OER催化过程中形成的O2气泡的释放。此外,Co和Fe的双金属协同作用加速了CoFeB-5-30 NS/NF的电子传输。在碱性介质中当电流密度为20 mA cm-2时,过电位仅为260 mV,Tafel斜率为38 mV dec-1。在1.0 M KOH中,连续在20、50和100 mA cm-2电解测试60 h后,活性衰减不明显,电化学稳定性突出。4、通过水热法在碳布上生长多孔NiTe2纳米片阵列,可作为高催化活性电极用于碱性条件下实现葡萄糖的电化学氧化。当被用作非酶葡萄糖检测的高效电化学传感器时,该材料的响应时间短于5 s,线性范围从0.001至6 mM,检测限低至0.12μM（信号/噪音=3）,灵敏度高,达到5146 mA mM-1 cm-2。此外,NiTe2纳米片阵列也成功实现了对真实人血清和果汁中葡萄糖的有效检测。5、通过水溶性Co2+和对苯二甲酸水溶液进行水热反应在泡沫镍基底上生长Co-MOF纳米片阵列。这种Co-MOF/NF可用作碱性pH下非酶葡萄糖检测的优良传感器,Co-MOF/NF拥有小于5 s的快速安培响应,以及10886μAmM-1 cm-2的高灵敏度和1.3 nM的低检测限（信号/噪音=3）。对葡萄糖电氧化具有高催化活性、稳定性、选择性和重现性,已成功应用于实际样品分析。