随着世界经济的发展,能源环境正悄无声息地发生改变,随之而来的是环境污染与能源危机,氢能来源广,可储存,零污染,成为理想的能源载体。作为可再生能源的太阳能,风能,海洋能,地热能,潮汐能,具有地域性,间接性,不宜储存与运输等缺陷。将其转换为驱动电解水制氢的能量源是目前迎接氢经济较为有效的方法。电解水制氢耗能大,制氢成本高,所以设计一种低廉,高效,稳定性好的催化剂降低电解水过程的能源消耗,达到能源的高效利用是关键。工业制氢的贵金属催化剂,活性和稳定性好,但是稀缺且价格昂贵,过渡金属硫化物（TC,T=Ni、Co、Cu、Fe;C=S、Se、Te）在阳极析氧反应（OER）中通常表现出较强的催化性能,被报道的一般在10 mA·cm^-2的电流密度下,过电位在200³00 mV的范围内。目前,已经探索的三维泡沫（如Ni泡沫、Cu泡沫、石墨烯泡沫）,它们的立体网络结构、高的比表面积和大的孔体积等特性,不仅为电极表面与电解液提供了更多的接触面积,而且还为电子传递提供更多的通道。因此,将过渡金属硫属化物负载到泡沫金属上作为阳极析氧催化剂,具有良好的应用前景。本文采用液相合成方法,以泡沫铜作为基底,制备了负载于泡沫铜基底的铜基硫属化物作为阳极析氧催化剂,并对其进行改性研究。系统考察了金属铜的两种硫属化物Cu₂Se和Cu₂S的制备工艺条件,阳极析氧活性,OER前后物相组成与结构的变化:以及利用SnS对块晶Cu₂S进行改性,重点研究了双金属硫化物的协同催化作用。具体研究包括以下几方面:1、在接近室温的条件下,第一步采用超声合成方法以SeO₂为硒源直接对泡沫铜硒化,合成了前驱体Cu₂Se催化剂,第二步经过电化学氧化法,得到了具有核壳结构的Cu_2-xSe@CuO/CF。核壳结构具有较大的电化学活性面积（ECSA）,可为OER提供更多的表面活性位点。活性CuO壳层作为催化介质,在OER过程中加速电荷转移。在原有结构的基础上催化剂的表面积增大更有利于电解质溶液与其接触面积有利于O的吸附,这种氧化物与硒化物的协同作用,更加有利于电子的传输。催化剂直接生长在无粘结剂的铜泡沫上,催化剂与基体之间的联接较强,有利于保持长期稳定。2、以CF,硫代乙酰胺（TAA）分别做为铜源和硫源,乙醇胺（EDA）为络合剂,乙醇为溶剂,通过溶剂热法制备了生长于泡沫铜上的Cu₂S十四面体,并从多方面考查包括反应温度、反应时间、乙醇胺与乙醇的体积比等对催化剂活性的影响。最终得到以硫代乙酰胺为硫源,当乙醇胺和乙醇的体积比为2:14,在180℃下反应6 h,得到十四面体Cu₂S催化剂。在电流密度为20 mA/cm²时,Cu₂S催化剂的过电位只有200 mV,对比报道过的过渡金属阳极析氧催化剂表现出优异的电化学性能。通过液相合成法可以较好地调控催化剂的形貌,混合溶剂法因较快的反应动力学,可以在短时间内生成结晶度高的TCs。在反应中加入有机胺,对样品的形貌控制至关重要,协助各向异性晶体生长,通过调节有机胺与乙醇的比例,对Cu₂S的结构完整性和尺寸大小有着至关重要的作用。反应的温度和溶液的PH会影响无机盐和阴离子的水解率（如硫脲和硫代乙酰胺）从而影响其晶体结构中固有的各向异性特征,导致晶体的定向生长。3、采用液相回流反应法,在较低的温度和较短的反应时间下,以硫酸铜为铜源并引入金属锡源,通过注入溶解在乙醇胺中的硫代乙酰胺为S源,最终生成负载于泡沫铜上的双金属硫化物SnS/Cu₂S。SnS对Cu₂S的修饰一方面能够改变Cu₂S块状晶的形貌,增大催化剂比表面;另一方面改变金属的电子结构,实现金属之间的协同催化。相比于单金属SnS和Cu₂S催化剂,在50 mA/cm²的电流密度下,过电位分别降低了174和84 mV,并且可以保持50 h的稳定性。