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随着经济不断发展,能源短缺和环境污染问题日益严重,大力开发可再生清洁能源已成为当前最紧迫的任务和课题之一。微生物电解池（MECs）利用微生物降解有机废水中的污染物并且在阴极同步产生氢气,在一定程度上既可以保护环境又可以缓解能源短缺问题。阴极是MEC催化析氢的技术核心,开发可替代Pt的新型高效阴极催化剂以降低成本具有重要意义。本论文采用两种不同的方法分别制备了MECs阴极析氢催化剂:采用恒电势法在碳纸上分别沉积单一的Ni,Co及复合Ni/Co;采用循环伏安法在碳纸上沉积单一的Ni及复合Mo/Ni。通过线性扫描伏安法、交流阻抗、塔菲尔曲线、计时电流法以及计时电位法来研究阴极材料的电化学性能,并且采用SEM、XRD和XPS对该物质的表面形貌、晶型结构、元素组成及价态进行表征。具体研究内容如下:（1）恒电势法电沉积制备Ni、Co和Ni/Co阴极材料及其析氢性能研究采用恒电势法分别制备碳基Ni、Co和Ni/Co,并将其作为MEC阴极材料。SEM图片显示碳基Ni为球形颗粒均匀覆盖在碳纸上;Co由垂直的片层结构堆积而成花球状;Ni/Co由紧密的针尖状小片堆砌而成。在MEC产氢实验中,外加电压0.7 V下,碳基Ni、Co和Ni/Co阴极产生的电流密度分别为15.31、10.93和12.26 A m-2,产生的气体体积分别为11.40、8.50和10.09 mL。线性扫描伏安法和循环伏安法测试表明,Ni阴极的析氢性能明显优于Co和Ni/Co阴极。塔菲尔曲线测试表明Ni阴极的Tafel斜率(59.89mV dec-1)较前两者相比最低。（2）循环伏安法电沉积制备Ni和Mo/Ni阴极材料及其析氢性能研究采用循环伏安法分别制备碳基Ni和Mo/Ni,并将其作为MEC阴极材料。在0.7 V的外加电压下,Mo/Ni所产生的电流密度和氢气体积高于Ni,甚至高于Pt网。线性扫描伏安法、计时电流、计时电位和塔菲尔曲线测试表明Mo/Ni的电化学性能优于Ni。SEM显示Mo/Ni材料呈现二维片层结构,XRD图谱表明Mo/Ni材料结构为无定型结构,XPS测试表明材料中Mo的价态为+4和+6价,Ni的价态为+2价,故循环伏安沉积产物组成为NiO/MoO2/MoO3。实验运行一个月,NiO/MoO2/MoO3阴极产氢电流密度和产氢量都很稳定,说明该阴极催化稳定性较好。