以肼(N2H4)作为燃料的直接肼燃料电池(DHFC)因其具有众多优点而受到广泛关注。首先,肼发生电化学氧化反应只产生氮气和水,不会对环境造成污染。其次,肼燃料电池拥有较高的理论电动势(1.56 V)和理论能量密度(5.42 Wh·g-1)。最后,肼燃料电池可以在较温和的温度范围内使用。然而,肼的电化学氧化反应动力学上的缓慢是肼燃料电池面临的关键因素。因此,发展高催化活性的肼燃料电池阳极电催化剂对于肼燃料电池的发展是至关重要的。本文围绕DHFC 阳极催化剂的制备和电化学性能展开研究,制备了几种低成本、高催化性能的负载型镍基阳极催化剂,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子谱(XPS)对催化剂的物相组成和表面形貌进行表征,采用线性扫描、循环伏安、交流阻抗以及计时安培等方法测量催化剂的各方面电化学性能,对催化剂的结构与电化学性能之间的联系进行了一定程度的研究,研究的结果为DHFC的商业化应用奠定了基础。本论文主要包括以下内容:1.采用泡沫镍(NF)作为载体,NaH2P02作为磷源,一步热处理合成NixP催化剂。XRD结果表明生成了两种磷化物,Ni12P5和Ni2P。SEM测试发现长度在200～400 nm,外形不规则的纳米棒垂直生长在NF基体上。该催化剂表现出非常高的电催化活性和良好的耐久性。例如,在+0.30 V(相对于可逆氢电极)时,电流密度可以达到580 mA·cm-2。相比于已经报道的阳极电催化剂,该活性处于领先水平。通过对催化剂的物相组成、结构表征和理论计算,解析了其对于胼的电化学氧化具有高催化活性的原因:(1)电化学阻抗测试结果表明该催化剂具有非常好的导电性;(2)纳米棒的形貌使得更多的活性位暴露出来;(3)第一性原理计算结果表明相比于金属镍,该催化剂具有较高的本征活性。2.以NF为基体,通过水热反应生成负载型的镍钼氧化物前驱体,再通过氢气还原制备出具有分级结构的电催化剂。该催化剂具有非常高的电催化活性,但是同时对于肼的非法拉第分解也具有高活性。催化肼的非法拉第分解会降低肼燃料电池的燃料利用率,同时影响电池的发电电压。为了解决这一问题,结合上一份工作对于电催化剂的认识,我们采用了控制表面磷化处理。通过改变NaH2PO2的量和磷化热处理温度,在没有降低电催化活性的前提下,肼的非法拉第分解反应被很好地抑制。