【摘 要】
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为了解决日益严峻的能源危机和环境污染问题,开发高效、环保且可再生的新型能源已经成为世界能源领域的重要研究课题。氢气因其高能量密度、燃烧无污染和可循环利用等优点成为化石能源的理想替代能源。电解水反应是制备高纯度氢气的主要途径之一。合理地设计出高效、价格低廉且绿色的析氢反应（HER）催化剂是降低制氢的成本和提高电能向氢能转化的效率的有效策略。在各种HER催化剂中过渡金属硫化物和磷化物因其地球储量丰富,
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为了解决日益严峻的能源危机和环境污染问题,开发高效、环保且可再生的新型能源已经成为世界能源领域的重要研究课题。氢气因其高能量密度、燃烧无污染和可循环利用等优点成为化石能源的理想替代能源。电解水反应是制备高纯度氢气的主要途径之一。合理地设计出高效、价格低廉且绿色的析氢反应（HER）催化剂是降低制氢的成本和提高电能向氢能转化的效率的有效策略。在各种HER催化剂中过渡金属硫化物和磷化物因其地球储量丰富,价格低廉和高催化活性而受到研究人员的广泛关注。本论文使用水热法在泡沫铜（CF）和泡沫镍（NF）上原位合成 了花状 Cu3BiS3（Cu3BiS3/CF）和 NiCoP（NiCoP/NF）两种催化剂,并对它们的微观形貌、成分组成和相结构等进行了表征,同时对其电解水HER性能进行了研究。具体如下:（1）以泡沫铜为衬底,采用一步水热法制备得到Cu3BiS3/CF催化剂。衬底表面的Cu3BiS3由多个纳米片组成3D花状结构,大的比表面积和纵横交错的纳米片有利于电解水HER过程中电解质与反应活性位点的接触和气体产物的释放。电化学性能测试结果如下:在碱性电解液中,Cu3BiS3/CF催化剂表面产生10 mAcm-2电流时所需过电位为273 mV,塔菲尔（Tafel）斜率为143.7 mV dec-1,说明该催化剂在碱性条件下具有良好的催化活性。此外,Cu3BiS3/CF催化剂循环500圈或在 100 mAcm-2电流下工作30h,电势没有发生明显的变化,表明了 Cu3BiS3/CF具有良好的稳定性。（2）以泡沫镍为衬底,采用水热法和化学气相沉积磷化制备了NiCoP/NF催化剂,泡沫镍表面NiCoP呈蒲公英状,这种结构使催化剂具有一个大的比表面积和暴露出更多的活性位点,增强了催化剂的催化活性。电化学性能测试结果表明:在碱性电解质溶液中,NiCoP/NF催化剂具有一个小的起始电位（85 mV）和Tafel斜率（113.3 mV dec-1）,并且具有一个大的比表面积,表现出优异的催化性能。此外,通过稳定性测试,该催化剂具有显著的长期稳定性。
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