随着能源危机、环境污染、温室效应等问题的日益严重,发展可再生清洁能源迫在眉睫。氢能是一种无污染可再生的能源,具有高能量密度(120～140 MJ·kg-1)、环境友好、储量丰富、储存便利等优点,因此氢气被视为未来理想的高效能源载体。在众多制氢技术中,电解水制氢对于未来解决能源危机和环境问题具有极大的意义。在电解水制氢中,高效和稳定的催化剂至关重要。众所周知,铂基催化剂具有低的过电位、低起始电位、低Tafel斜率等优点,在电解水析氢反应中表现出无与伦比的催化性能。但铂基催化剂的高成本和稀缺性限制了它的大规模应用。开发具有高析氢催化活性和稳定性的低成本和储量丰富的替代品引起了很多研究者的关注。由于其高活性和稳定性,磷化镍在电催化析氢催化中得到广泛关注和研究。本文制备了两种结构新颖的磷化镍析氢催化剂并研究其析氢性能,得到了如下的研究结果:(1)开发了一种简单、高效、实用的磷化方法,以制备结构新颖的自支撑多孔磷化镍纳米片。所制备的自支撑多孔Ni5P4/NiP2纳米片在酸性电解液中表现出很好的析氢活性,在电流密度为10mA·cm-2时,具有相对较低的过电位(92 mV)和较小的Tafel斜率(52.8 mV·dec-1)。自支撑多孔Ni5P4/NiP2纳米片优异的电催化析氢性能可归因于充分的磷化反应提供了很高的电化学活性表面积以及Ni5P4与NiP2两相之间的协同作用。自支撑多孔Ni5P4/NiP2纳米片在加速衰减测试和长期稳定性测试中都显示出优异的稳定性。该方法可以用于制备具有几乎相同析氢活性和长时间稳定性的大面积自支撑多孔磷化镍纳米片,表明其具有实际应用潜力。这项工作为制备用于电催化析氢催化剂的过渡金属磷化物提供了一种新途径,以便利、稳定和实用的方式促进其商业化应用。(2)开发了一种非常方便和可扩展的方法,结合无电镀镍技术和高效磷化方法,实现了在不同基底上制备结构新颖的多孔磷化镍纳米片阵列。以碳布为基底所制备的多孔Ni5P4/NiP2/Ni2P纳米片在酸性电解液中表现出很好的析氢活性,在电流密度为10 mA·cm-2时,具有相对较低的过电位(63 mV)和较小的Tafel斜率(47.3 mV dec-1)。多孔Ni5P4/NiP2/Ni2P纳米片优异的电催化析氢性能可归因于具有很高的电化学活性表面积以及Ni5P4、NiP2、Ni2P三相之间的协同作用。多孔Ni5P4/NiP2/Ni2P纳米片在加速衰减测试和长期稳定性测试中都显示出优异的稳定性。Ni-P/CC-60-450表现出很好的韧性,该方法可以用于制备具有几乎相同析氢活性的大面积多孔磷化镍纳米片,表明其具有很高的实际应用潜力。以叶脉和蚕茧作为基底,采用该方法也可以制备具有高效电催化析氢性能的自支撑多孔磷化镍纳米片,表明该方法可以克服基底是否导电的问题。可以预期这项工作提供的方法是在不同基底上制备过渡金属磷化物用于电催化析氢的通用方法。