1. 研究目的与意义（文献综述）

随着环境污染的加剧和化石燃料的减少，人类面临严重的资源、环境及能源危机，各类新能源和可再生能源的发展成为了世界各国高度重视的问题。目前，新能源的研究热点有太阳能、核能、地热能、风能、潮汐能和氢能等。其中，氢气作为一种清洁、无污染的可再生能源，可有效解决能源问题及环境问题。现有的制氢技术主要有化石燃料制氢、核能制氢、电解水制氢、生物质制氢和光催化制氢等。与其他的制氢技术相比，水电解制氢技术具有工艺简单、技术可靠、易得到高纯度氢气、绿色无污染等优点，而且水是地球上最丰富的资源，这促使研究者们对电解水技术进行更深入的研究。

水的电解一般在电解槽中进行，在电解槽两端加电压，阴极发生析氢反应（hydrogen evolution reaction，her），阳极发生析氧反应（oxygen evolution reaction，oer）。水电解电解液包括酸性电解液和碱性电解液，但是酸对电解槽及电极的腐蚀性较大，所以工业中一般采用碱性电解液^[1] 。在碱性水电解制氢中，由于受到o₂和h₂的超电势、电解液电阻及其他因素的影响，实际的电解槽电压远高于理论电压。而且阳极的oer涉及四电子的转移和o—o键的形成，要比阴极析氢反应困难许多。从动力学角度来看，当电流显着增加时，her和oer引起超电势（η）。η不仅浪费了很多能量，而且还会降低水分解速率，不利于氢经济的发展^[2-3]。因此，制备高效催化剂来加速oer进程具有重要意义。

早期电解水的阳极材料主要是pt、ir和ru等贵金属及其氧化物，因为它们具有不易被氧化、析氧超电势低和电解稳定性好等特点^[4]。然而，贵金属的储量有限，成本较高，很大程度制约了电解水贵金属阳极析氧电极的商业化发展^[5]。所以，开发稳定高效且低成本的水分解催化剂对于解决上述问题尤其重要。目前研究者们研究的三个方向是：一是开发高效的非贵金属催化剂来代替贵金属催化剂，如fe、co、ni、mn和w^[6]；二是控制水分解催化剂的大小和形态，以此来提高单位表面的利用率；三是通过其他活性组分与贵金属的协同作用，来提高贵金属催化剂的单位质量活性。在众多过渡元素金属中，镍基复合材料以其低成本、高储量且高活性备受青睐，镍泡沫在碱性和中性溶液的介质中表现出优异的耐腐蚀性。另一方面，镍泡沫在大气、淡水和海水中是稳定的。此外，镍泡沫还具有良好的导电性和三维结构^[7]。上述特性有利于h₂o与镍泡沫的接触，从而增加了接触面积和水分解的效率^[8]，镍泡沫被广泛作为基板用于催化剂的制备。之前报道的以泡沫镍作为基板的磷化物、氧化物/氢氧化物、硫属化合物以及碳氮化合物都表现出了高的催化活性^[9-12]。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的研究（设计）的目标：

拟采用简单高效的电沉积方法制备镍基复合材料，研究不同电解液比例、不同电沉积时间、不同电沉积电流密度与其催化性能之间的关系，以合成一种具有良好稳定性、高催化性能的镍基复合材料oer催化剂。

本课题的研究（设计）的基本内容：

3. 研究计划与安排

第1—2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需药品、仪器。确定方案，完成开题报告；

第3 —5周：按研究方案进行初期实验探索；

第6—8周：对实验方案进行完善；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] yan j, yao z,jaroniec m, et al. design of electrocatalysts for oxygen and hydrogen involving energy conversion reactions[j]. chemical society reviews, 2015, 44(8):2060-2086.

[2] wang m y，wang z，gong x z，et al. the intensificationtechnologies to water electrolysis for hydrogen production：a review[j]. renewable andsustainable energy reviews, 2014, 29(3): 573-588.