1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人类社会的飞速发展，各项科技取得了重大突破，但是关于能源的问题一直困扰着科技的发展和社会的进步。氢气（h₂）被认为是化石燃料的理想替代品，但是开发氢能必须解决制氢的技术问题。制氢的方法主要包括电解水制氢、光解水制氢、矿物燃料制氢和生物质制氢等方法。在电解水过程中，有两个半反应即析氢反应（her）和析氧反应（oer）。然而，her和oer的效率都不高，特别是oer过程，由于涉及到4电子转移和高活化能，oer成为制约电解水效率的最大瓶颈。目前，最好的oer催化剂主要是二氧化铱（iro₂）和二氧化钌（ruo₂），它们在oer过程中的起始电位一般非常小，但是在大电流密度如100和500 ma cm^-2下的过电势仍然很大，更不要提大规模电解水所需要的1000 ma cm^-2等更大的电流密度。此外，这些催化剂的价格昂贵、储量稀少，这些因素进一步限制了它们的大规模应用。因此，全球的科研工作者投入了大量精力研发高效且廉价的oer催化剂来替代这些贵金属材料。

金属铜（cu）是传统的碱性电解水阳极材料，金属cu及其氧化物在现有的材料中阳极过电位较低，并且具有较高的耐腐蚀性。泡沫cu的导电性和延展性好，且制备成本比泡沫镍低，导电性能更好，可将其用于制备电池负极（载体）材料、催化剂载体和电磁屏蔽材料。泡沫cu具有孔径可控范围宽、流体透过性能好、能量吸收和消声性能强、比表面积大、毛细管滞留能力强以及较好机械性能等优点，被广泛应用于工业电化学反应电极和燃料电池电极，作为触媒载体可用来净化机动车尾气和工业废气、废水，还用作过滤加热等用途。

20世纪50-60年代采用铸锭冶金的粉末冶金方法制取多孔或泡沫金属材料，以节省金属或者应用于特殊场合。20世纪80年代以来，采用湿法冶金和电化学方法生产泡沫金属材料的工艺日趋成熟，较有代表性的就是泡沫cu。而目前连续型泡沫铜的需求很大，基本处于供不应求的状态，于是研究更好的制备泡沫cu的方法，提高泡沫cu的生产质量有着深刻的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

优化nife-ldh电沉积时间。以硫酸亚铁为铁源，硫酸镍为镍源，将泡沫cu置于电解液中进行时间-电流测试，在-1 v施加电压下分别沉积不同时间。对以上样品进行极化曲线测试，选择性能最优样品的沉积时间作为本实验的条件。

研究cu/nife-ldh的oer性能。将cu/nife-ldh样品在1.0 m koh溶液中进行循环伏安测试、极化曲线测试、阻抗测试和稳定性测试等，探索cu/nife-ldh的形貌结构与性能之间的关系。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关研究文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，拟定实验方案，熟悉实验所需原料、仪器和设备。完成开题报告。

第4-7周：采用水热、溶剂热、电沉积、气相沉积等方法制备cu基化合物电催化材料；

第8-10周：完成cu基电催化材料的电化学性能测试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] yu l, zhou h, sun j, et al. cu nanowires shelled with nife layered double hydroxide nanosheets as bifunctional electrocatalysts for overall water splitting [j]. energy environ. sci., 2017, 10: 1820-1827.

[2] yu l, zhou h, sun j, et al. hierarchical cu@cofe layered double hydroxide core-shell nanoarchitectures as bifunctional electrocatalysts for efficient overall water splitting [j]. nano energy, 2017, 41: 327-336.

[3] ye l, wen z, self-supported three-dimensional cu/cu₂o-cuo/rgo nanowire array electrodes for an efficient hydrogen evolution reaction [j]. chem. commun, 2018, 54: 6388-6391.