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能源作为工业革命发展的重要基石,对人类社会的进步起着十分关键的作用。人类经历的几次工业革命和社会发展都是基于化石燃料的使用,由于化石燃料存在耗竭的可能,开发可再生的替代能源具有明显优势。世界范围内都在研究开发新能源,例如太阳能、风能、潮汐能、地热能等。氢能作为一种高能量密度的能源,其原料易得、产物清洁等优势成为各国发展的战略和研究热点,电解水制氢是一种传统的制备氢气的方法,可分为阴极析氢（HER）和阳极析氧（OER）两个半反应,实现电解水工业化生产关键在于开发高活性、高稳定性、价格低廉的催化剂。虽然商业化的铂、钌和铱等是理想的电催化剂,但由于其储量小、价格昂贵制约了大规模应用。本研究选用价格低廉的（泡沫铁镍、泡沫钴、泡沫铜）作为催化剂载体,制备了多孔状铁掺杂硒化镍微球、硒化钴纳米片、海胆状四氧化三钴纳米线等复合材料,表现出了较高的电催化分解水活性和耐久稳定性。因为选用了自支撑材料,避免了粉体催化剂制备电极的繁琐和粘结剂易覆盖催化活性位点等缺点。具体研究内容如下:（1）以泡沫铁镍作为镍源、铁源及载体,硒粉作为硒源,无水乙二胺为还原剂采用溶剂热法制备了Fe掺杂的Ni Se微球（Fe-Ni Se微球）,采用XRD、XPS等表征手段对样品进行研究发现,Fe3+成功掺入Ni Se晶格,SEM、EDS等手段对Ni Se形貌进行研究,观察到均匀分布的Ni Se微球结构。溶剂热反应温度180℃材料表现出最佳的电催化析氧性能。优异的OER性能主要归因于活性Fe-Ni Se的协同作用、衍生的镍铁氢氧化物及Fe Ni泡沫的3D多孔结构。多孔状Fe-Ni Se微球中,Fe原子的引入对硒化镍的电子结构进行调控,不仅可以作为析氧催化剂的位点,而且Fe原子可以改变硒化镍的活性位结构,产生更多的活性位暴露,从而增强电催化析氧性能。此外,通过稳定性测试,50 m A cm-2的电流密度下连续24 h的电流损失较小,表明该复合材料具有良好的稳定性。（2）以泡沫钴作为钴源及载体,硒粉作为硒源,无水乙二胺为还原剂,通过溶剂热法制备了硒化钴纳米片(Co0.85Se),采用XRD、XPS等手段对样品进行表征,表明成功制备了Co0.85Se,通过SEM、EDS等手段对Co0.85Se形貌进行研究,观察到泡沫钴基体原位生长了Co0.85Se纳米片结构。溶剂热反应温度160℃材料表现出优异的析氧催化活性和稳定性,良好的OER性能主要归因于Co0.85Se纳米片在具有足够活性中心的泡沫钴上的原位生长及Co0.85Se纳米片与三维多孔泡沫钴基底的紧密结合,从而实现了有效的电子和离子传输。此外,通过20 m A cm-2的电流密度下的稳定性测试,连续10h的电流损失较小,表明该复合材料具有良好的稳定性。（3）以泡沫铜为基底,硝酸钴为钴源,通过溶剂热法所得前驱体,进行高温焙烧获得泡沫铜上负载Co3O4复合材料。采用XRD、XPS、SEM、TEM等手段对Co3O4@Cu复合材料的组成、结构和形貌进行了表征,表明在泡沫铜上成功合成了海胆状的Co3O4纳米线。不同焙烧温度样品对比,250℃焙烧所得的样品表现出良好的电催化析氧性能,主要归因于海胆状结构纳米线有利于暴露更多的活性位点,且泡沫铜具有良好的导电性,可以改善电子传输特性,进而改善电催化析氧性能。同时通过稳定性测试,20 m A cm-2的电流密度下连续15h的电流损失较小,表明该复合材料也表现出良好的稳定性。