随着人们对环境问题与能源问题的日益重视,传统的化石燃料已经越来越难以满足人们的需求。可将太阳能、风能等可再生能源转化为氢能的电解法制氢气技术,因其无污染、高效率、零排放的优点,越来越受到科研工作者的重视。在电解法制氢过程中,催化材料扮演着重要的角色,高效的催化材料,能直接降低电解制氢的析氢过电位,降低生产成本。本文采用液相还原法制备得到单相Ag-Cu纳米合金材料,考察了其在电化学析氢方面的催化活性。并将该反应体系引入微流控系统中,制得含单相Ag-Cu纳米合金颗粒及纳米银颗粒的混装纳米颗粒,通过SEM、XRD和UV-vis等方法表征了制得的单相Ag-Cu纳米合金颗粒的微观形貌、结构、成分,结合电化学辅助手段分析了其可能的形成机理和析氢强化机制。首先基于液相还原法,通过控制前驱体中的银铜比,制备得到了不同组成的单相Ag-Cu纳米合金颗粒。对比分析了不同还原剂、络合剂对其还原过程的影响。对合成的Ag-Cu纳米合金颗粒分别进行了线性伏安扫描测试和塔菲尔测试。研究结果均表明这种单相Ag-Cu纳米合金颗粒的析氢催化活性高于纯Ag、纯Cu的析氢催化活性。其中,铜含量为70%的纳米合金颗粒的交换电流密度可达纯Ag的5.1倍,纯Cu的4.7倍。为进一步明确单相Ag-Cu纳米合金颗粒的形成机制,将该反应体系引入微流控系统中,使用多元醇法,通过调控反应温度、反应时间,制得了含单相AgCu纳米合金颗粒及纳米银颗粒的混装纳米颗粒,分析了不同工艺参数对于产物形貌、结构、成分的影响。确定了单相Ag-Cu纳米合金颗粒的形成机理及其析氢强化机制:络合剂促进Ag+的还原的同时抑制Cu2+的还原,使得还原得到的Cu0难以达到临界形核浓度。由于银铜晶格结构相近,铜原子依托于Ag的晶格生长,形成单相Ag-Cu纳米合金颗粒。由于Cu依附于Ag晶格生长,使得Cu原子的电子轨道发生了偏移,使得Cu-H键的键能增加,进而使Cu的析氢活性提高。使用有限元模拟软件COMSOL Multiphysics对微流控系统进行了温度、压力、速度模拟,借助有限元仿真模拟结果针对微流控系统提出了优化改进措施,以提高其生产效率,改进其加热方式。并基于同轴微流道及T型微流道对微流控系统结构进行优化设计,分散反应液以改善产物的分散性,提高产物的均一性。