近年来,随着全球变暖,极端天气和气候事件频繁发生,环境和发展的矛盾日益凸显。电催化是解决能源与环境问题的一项重要技术,它不仅能分解水制得氢气,也能在常温常压的条件下合成氨。开发性能稳定,同时成本低、效率高的电催化剂是该领域的热点和难点,多孔陶瓷具有物理、化学稳定性好、比表面积高等特点,用于催化电极能提供更大的电化学反应面积,同时多孔的结构为电极的充放电过程中体积的收缩或膨胀留有空间,使反应更为稳定,陶瓷本身的特性也使其较容易地加入各种添加剂,以改善催化电极的各项性能。二氧化钛是一种n型半导体,常应用于光催化领域,在氮气还原和析氧反应等电催化方面也有报道。作为催化剂,一般锐钛矿相的二氧化钛比金红石相有更好的催化性能,而两相的转变温度大概在450℃-600℃的范围,这远低于常规的陶瓷烧结工艺。为了制备锐钛矿相二氧化钛多孔陶瓷,本次实验采用冷烧工艺结合PMMA微球作为造孔剂来制备样品,冷烧是一种只需200℃左右即可完成陶瓷烧结的技术,一般应用于不同材料体系的复合。本文采用冷烧工艺结合添加造孔剂法制备二氧化钛多孔陶瓷用于析氧反应和氮气还原反应,主要工作有:（1）探究冷烧技术结合添加造孔剂法制备二氧化钛多孔陶瓷的工艺,通过观察所制样品的微观形貌确定发现:在冷烧过程中选用钛酸四丁酯的醋酸溶液作为中间相并且在之后的烧除PMMA微球时采用阶梯升温曲线的样品拥有最佳的多孔结构。（2）分别制备了特征分别为无孔致密、多孔、多孔掺石墨、多孔掺石墨烯的四组样品,通过XRD、拉曼散射、SEM等手段表征样品,结果显示四组样品的主相均为锐钛矿相二氧化钛,同时掺杂的样品中也保留了掺入的石墨和石墨烯成分。通过扫描电子显微镜观察了样品的微观形貌,多孔的样品形成了孔径约7μm的均匀孔隙结构,孔隙率在70%左右且保持了较好的透气度。（3）通过循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）、塔菲尔（Tafel）、计时电流法、电化学交流阻抗法（EIS）和分光光度法对样品进行了OER和NRR性能进行了测试。OER性能测试中,掺石墨烯的二氧化钛多孔陶瓷样品性能表现最好,过电位为383mV,塔菲尔斜率83mv/dec,阻抗最低且稳定性好。样品在NRR性能测试中的表现和OER结果趋势一致,掺石墨烯的二氧化钛多孔陶瓷样品在-0.5V vs.RHE的电位下产氨量最高,为4.8μg·h^-1·cm^-2,在-0.45 V vs.RHE的电位下法拉第效率最高,为5.86%。