在众多的非贵金属析氢催化剂中,镍基催化剂具有适中的氢吸附自由能ΔGH*和较高的HER交换电流密度j0。然而,镍基析氢催化剂也存在着本征活性差、活性位点暴露不充分以及稳定性不足等问题,限制了其工业化应用。本论文提出构筑镍基三维一体化析氢电极,目的是提高镍基催化剂的活性和稳定性,本论文开展了以下工作:（1）利用金属-有机框架化合物作为自牺牲模板,构筑了一种“疏气型”NiCoP/Ni析氢催化剂,这种催化剂具有复杂的三维结构,催化剂形貌为棱柱状,并且棱柱内部形成一个开放、连通的通道,有利于电解液和产生的H2气泡的转移。棱柱表面生长的纳米线,可以为HER提供大量的活性位点。（2）以Co3O4纳米线为模板制备了三维结构的Co/WO2/NiW电催化剂。利用NiW合金与WO2之间的相互作用可以优化氢吸附自由能(ΔGH*),从而提高碱性溶液中催化剂HER活性。1.MOF衍生的NiCoP/Ni纳米笼/纳米线析氢催化电极的构筑本部分采用双金属有机框架作为自牺牲模板,合成了“疏气型”NiCoP/Ni纳米笼/纳米线催化剂。首先,以邻苯二甲酸（BDC）为配体,Ni（NO3）2·6H2O和Co（NO3）2·6H2O为镍钴源,制备了棱柱状的Ni Co双金属有机框架。随后,将Ni Co-MOF前驱体浸没在尿素溶液中,通过水热反应,将前驱体转化为被有序纳米线包裹的中空棱柱结构。最后,在一定的温度下,分别经过高温煅烧和磷化得到NiCoP/Ni催化剂。扫描电镜图像显示,空心棱柱表面垂直生长出许多平均长度为600 nm、直径为140 nm的小纳米线。制备的NiCoP/Ni催化剂具有复杂的三维结构,棱柱内部可以形成一个开放、连通的通道,促进电解液和产生的H2气泡的转移,棱柱表面生长的纳米线可以为HER提供大量的活性位点。电化学测试表明,“疏气型”NiCoP/Ni催化剂显示出了优异的HER催化活性,在电流密度为10 m A cm-2和800 m A cm-2时,过电位分别为26 m V和205 m V。2.构筑Co/WO2/NiW界面复合材料用作HER催化剂以Co（NO3）2·6H2O、Co（NH2）2和NH4F为原料,在泡沫镍上直接生长Co3O4纳米线前驱体（Co3O4/Ni）。然后将所得Co3O4/Ni前驱体浸入硝酸镍（Ni（NO3）2·6H2O）和钨酸钠（Na2WO4）的混合溶液中,通过二次水热反应得到NiWO4/Co3O4前驱体。最后,将NiWO4/Co3O4前驱体在H2/N2气氛中退火,合成了Co/WO2/NiW界面电催化剂。此外,还采用类似的合成工艺制备了Co/WO2/Co W和WO2/Co Cu电催化剂。电化学测试表明,Co/WO2/NiW、Co/WO2/Co W和WO2/Co Cu电催化剂只需要较低的过电位,分别为17 m V、26 m V和39 m V,就可以达到10 m A cm-2的电流密度。结合物理表征和电化学测试,该催化剂的优点如下:（1）采用Co3O4前驱体作为NiWO4生长的模板,可以提供较大的比表面积;（2）核壳结构中的金属钴芯具有良好的导电性,降低了电子转移电阻;（3）原位生长的WO2可以有效降低水解电离垒,WO2与NiW之间的协同作用,有效提高了电极表面与活性H*的结合能力,优化了催化剂的氢吸附自由能(△GH*)。