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由于生产力水平不断的提升,经济超高速发展,能源大量消耗。而这将导致化石燃料大量的短缺,通过科学技术手段制造可持续发展的新型能源也为了工业社会与生活发展的重要战略目标。氢能源与氧气燃烧生成水,可称为是当下所知最清洁、高效的能源之一。而电催化分解水只有氢气与氧气产生,不会得到任何副产物,将会是产生氢气的重要方法。由此可知,开发低价高效的水分解催化剂是将电能转化为氢能源的关键所在。本论文的研究内容主要包括:1.将具有丰富活性位点的二维碳氮化物(MXene)与导电性极高的碳纳米管(CNTs)复合,设计合成了能同时具备电催化析氧(OER)与析氢(HER)活性的双功能复合催化剂-MXene/CNTs。在碱性条件(pH14)下,对MXene/CNTs纳米复合材料的HER与OER的性能测试分析,与CNTs、MXene相比较,MXene/CNTs无论是HER与OER都显示出更优异的催化活性。MXene/CNTs催化HER反应过电位仅需630 mV,电流密度可达到20 mA cm-2;而过电位在780mV时,电流密度则达到了100 mA cm-2。在10 mA cm-2的OER电流密度,其过电位为320 mV。将材料同时作为阴极和阳极材料构建全分解水电解池电解水的电流密度达到10 mA cm-2的过电位仅为1.12 V时,在10小时电解过程中展现出优异的稳定性。将催化剂同样负载在碳布上,展现了同样优异的催化性能。因此,MXene/CNTs催化材料在电催化水分解中具有广阔的前景。2.以金属有机骨架ZIFs材料为前体,设计合成不同煅烧温度和不同Co、Ni比例的双金属催化材料Co-Ni-CN,分别构建了不同材料的修饰电极,并在pH14的碱性溶液中对其进行OER性能测试。测试结果表明,煅烧温度为800度下合成的Co/Ni为9:1的Co-Ni-CN双金属催化材料修饰电极的产氧速率最快。当该催化材料修饰电极的,相对于RHE,电流密度为10 mA cm-2,过电位仅为410 mV。法拉第电流效率更是接近100%。这些结果突出了Co-Ni-CN催化材料在OER反应具有极大的价值。