工业的高速发展导致化石燃料消耗量急剧增大,带来了日益加剧的环境污染问题,开发高效、无污染的可再生能源是解决当前能源危机和环境污染的有效途径。氢能具有来源广泛、燃烧热值高、产物无污染等优点,被公认为是最佳的可再生清洁能源之一。对比各种制氢技术,电解水制氢具有工艺简单、产品纯度高等优势,但其涉及的析氢和析氧反应均需较高的过电位,致使该制备过程能耗高。为解决这一问题,研究者一方面寻找可降低析氢与析氧过电位的电极材料;另一方面探求氧化电位更低的析氧替代反应,实现高效制氢。Pt基贵金属材料具有优异的催化析氢性能,但其有限的储量和高昂的价格限制了大规模应用,开发廉价、储量丰富、高效的镍基催化材料成为目前的主要研究热点之一。同时,电解水过程受限于四电子转移的析氧反应,故选择氧化电位更低的尿素氧化替代析氧反应,不仅能实现无污染降解尿素,且有利于高效节能制氢。本文以氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂（Ethaline）作为电解体系,采用电沉积法制备具有高效电解水制氢性能的金属或非金属掺杂镍基材料。通过各类表征手段,阐明掺杂对镍基材料催化性能的影响。主要研究成果如下:（1）在Ethaline中,以Ni Cl₂·6H₂O和Na H₂PO₂为镍源和磷源,采用循环伏安法探究了磷盐对镍还原的影响,分别利用恒电位沉积（PSD）和动电位沉积（PDD）在铜基体上制备出磷掺杂镍基材料（Ni-P）,并研究磷掺杂对镍基材料催化析氢的影响。循环伏安测试显示,磷盐的加入能促进体系中Ni^Ⅱ物种的电化学还原;采用PDD制备的PDD＿Ni-P,消除了PSD所得电极表面因残余应力而产生的裂纹。DFT计算表明,磷掺杂调节了沉积镍的电子结构,优化了电极的水解离（H₂O^*）自由能和氢吸附（H^*）自由能,获得了良好的催化动力学。PDD＿Ni-10P在1 M KOH中表现出良好的催化析氢活性和稳定性,Tafel斜率仅为44.7 m V dec^-1,10 m A cm^-2下过电位为-105 m V。（2）在Ethaline中,以Ni（NO₃）₂·6H₂O和Co（NO₃）₂·6H₂O为镍源和钴源,泡沫铜（CF）为基体,采用PDD制备钴掺杂氢氧化镍电极（Co-Ni（OH）₂/CF）,并对其进行尿素辅助电解水析氢性能测试。结果表明,Co的掺杂使Ni（OH）₂电极具有三维网状结构,可增大电化学活性面积、促进电荷的转移和加快电解质的渗透;同时,Co掺杂可优化Ni（OH）₂的电子结构,提高了电极的尿素氧化（UOR）活性。1 M KOH+0.5 M尿素中,Co_0.26-Ni（OH）₂/CF在10 m A cm^-2下的UOR电位仅为1.27 V vs.RHE,析氢过电位为-106 m V;将其作为阴阳极组装成电解制氢装置,在该电流密度下的槽电压仅为1.42 V。