泡沫石墨因其多孔隙，大比表面及高导电性的特点，在电化学领域有着广泛的应用。以三维泡沫石墨为基础构建的复合型自支撑电极，可以使活性物质与反应体系或电解液充分接触，从而大幅提升该类电极的催化活性。在本论文中，作者采用滴涂负载与原位复合的方法，合成了多种泡沫石墨基自支撑电极，并将其应用于电解水以及电辅助催化降解污染物的反应中，取得了很好的效果。
　　在滴涂负载制备自支撑电极的过程中，作者首先采用锂插层的方法，控制二硫化钨剥离后1T相的占比，然后将其分散液滴涂在三维泡沫石墨上，通过“片接触”式有效负载使剥离后的硫化钨纳米片与三维泡沫石墨充分接触，强化了离子传输效率，从而获得了高效的复合型自支撑电极。所得电极具有很高的电析氢催化活性，相比于剥离的二硫化钨片层，其在10mAcm-2处的过电位可以从350mVvs.RHE降至190mVvs.RHE，并且在一千次电析氢循环后仍可保持极高的催化活性。此外，作者还通过DFT理论计算分析了其具有高催化活性，是源于复合结构较小的氢吸附自由能以及费米能级的优化。
　　本文还利用水热法合成了氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs,~5nm)，并将其原位负载在泡沫石墨(GF)的三维网状结构中。所得N-GQDs/GF复合物在电催化析氢反应和电辅助催化激活过氧单磺酸盐(PMS)降解苯酚反应中均具有极高的催化活性，电流为10mAcm-2时，其析氢过电位可以低至72mVvs.RHE，Tafel斜率可达84mV/dec。在电辅助催化激活PMS降解苯酚反应中，20ppm苯酚溶液可以在50分钟内完全降解。此外，作者还利用高温煅烧法在泡沫石墨表面原位合成了氮硫共掺杂石墨烯(SNG)，从而构建了具有双功能的非金属自支撑电极。SNG片层紧密地包裹于泡沫石墨表面，提高了电极的电导率，增加了电极与电解液的接触面积。其在碱性电解质中的电析氧过电位可以低至330mVvs.RHE，Tafel斜率可达148mV/dec，优于大多数非金属析氧催化剂。此外，该复合材料电极还可以通过电化学辅助的途径催化激活PMS高效降解苯酚。在该部分工作中，作者通过DFT计算，分析了不同成分的自支撑电极表面氢吸附自由能的大小以及PMS的吸附情况，进一步验证了其具有强催化性能的原因。
　　基于以上研究工作，作者证明CVD方法制备的泡沫石墨，具有特殊的三维多孔结构以及良好的导电性和化学稳定性，以其作为支撑体制备的碳基自支撑材料，在新能源开发以及环境污染物去除方面都具有很好的催化活性，具有很好的应用前景。