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能源危机和环境污染是当今世界的突出热点问题,各国都在积极探索新型可再生清洁能源。其中,氢能以其清洁环保、高效等特点的被认为是最有发展潜力的新能源。利用可再生能源产生电能,并以此驱动电解水是产生氢能的最佳途径。目前,Pt和其他贵金属材料仍被认为是活性最高的氢气析出反应(HER)催化剂。但是贵金属资源稀缺、成本高,因此,研发高性能的、价格低廉的新型催化剂成为了水电解制氢技术的关键。镍及镍基合金活性相对较高且稳定性良好,是Pt基催化剂最理想的替代材料。提高镍基催化剂性能的方法主要有两种,一是制备纳米及纳米多孔结构的催化剂,二是为催化剂选择合适的载体。近年来,多级孔道结构纳米材料因同时具备不同孔径层次孔的优势在吸附、燃料电池、储能、催化等领域展现出广泛的应用价值。这种纳米材料有很高的比表面积,可以提供更多的催化活性位,其大孔结构可加强传质,有利于反应物和产物的及时扩散,因而成为优良的催化剂载体材料。因此,本文利用双模板技术合成形貌可控的三维有序大孔/介孔碳(OMMC)纳米材料,将其作为载体负载Ni2P纳米颗粒。主要工作如下:利用改进的Stober法制备单分散的二氧化硅微球,离心沉降使其组装成为三维有序的二氧化硅胶体晶体,将其作为硬模板,结合表面活性剂P123作为软模板,通过双模板法成功制备了 OMMC。该材料具有三维有序、相互连通的大孔网络结构,且大孔骨架上密排着有序介孔,其比表面积为1129 m2 g-1,平均孔径为8.3nm。OMMC的独特结构结合了介孔比表面积大和大孔传质性能良好的优势,使其成为优良的催化剂支撑载体。将OMMC作为载体,以六水合氯化镍和次磷酸钠分别作为镍源和磷源,利用次磷酸盐前体热分解法成功制备了 40wt%Ni2P/OMMC催化剂。通过改变镍源和磷源的量,成功制备了 40 wt%、20 wt%、60 wt%三个不同Ni2P负载量的Ni2P/OMMC催化剂,Ni2P颗粒均匀分散在碳网中。由扫描电镜和透射电镜的结果可见Ni2P颗粒的引入并没有破坏碳网的三维有序大孔/介孔结构。通过电催化实验研究发现,当Ni2P的负载量为40 wt%时,其HER电催化活性最高,起始还原过电位为47 mV,达到-10 mA cmn-2的电流密度所需过电位为143 mV。同时,合成了 Ni2P纳米颗粒(Ni2P NPs)和40 wt% Ni2P/炭黑(Ni2P/XC-72R)作为对比催化剂。相比于Ni2P NPs和40 wt%Ni2P/XC-72R,OMMC负载的Ni2P颗粒分散的更加均匀,且粒径更小,仅有4.5 nm,这归因于OMMC载体独特的大孔/介孔结构对颗粒生长、聚集的有效限制。通过电催化实验研究发现,40wt%Ni2P/OMMC表现出更加优异的电催化析氢反应(HER)性能,展现了三维有序大孔/介孔碳材料作为催化剂载体的优越性。