CN103695959B - 一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法 - Google Patents

一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法。所述纳米孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极包括摩尔成分NixCu(1-x)的基底，x=0.5-0.6，相成分为Cu3.8Ni和Ni，Ni(OH)2分布在多孔结构上方和孔壁。未被Ni(OH)2覆盖的孔径尺寸1～2微米，孔周围晶粒尺寸200～400纳米。本发明采用电刷镀方法、电化学脱合金化、循环伏安处理和水解修饰Ni(OH)2制备纳米孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极。得到的纳米孔Ni(OH)2/NiCu析氢为多级孔结构，具有很高的比表面积，析氢催化活性得到增强。通过在多孔结构表面的镍离子水解，形成的Ni(OH)2与多孔NiCu表面在析氢过程中，具有独特的协同效应，进一步增强了析氢催化活性。

Description

一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法
技术领域
本发明属于电催化析氢领域，具体是一种用于电催化制氢的多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法。
背景技术
随着能源危机以及环境污染的日益加剧，各种新能源和可再生能源的开发已受到世界各国的高度重视，而氢气作为二次能源以其清洁无污染、高效、可储存和运输等优点，被视为最理想的能源载体。在众多的制氢技术中，电解水制氢被认为是通向“氢经济”的最佳途径。电解水制氢虽然具有产品纯度高、电解效率高、无污染等优点，但在电解过程中存在能耗高的问题，通过研发新的析氢电极，来降低电解槽阴极析氢过电位，是实现降低能耗的主要途径。
目前，析氢电极主要有贵金属及其氧化物电极、多孔电极以及镍基合金电极三大类。贵金属电极价格昂贵，多孔电极具有高的真实表面积，具有高的阴极析氢的表观电流密度，具有较强的催化析氢活性。镍基合金析氢电极兼有高活性和低成本的特点。结合多孔电极和镍基合金电极的双重优势，是目前析氢电极的发展趋势。
制备多孔镍基合金电极的方法主要有模板法和脱合金化法。模板法由于其多孔结构的尺寸和分布受限于模板结构，应用不广。脱合金化方法主要分为自由腐蚀法和电化学腐蚀法。
雷尼镍一类的多孔催化剂，是将NiAl、NiZn等合金，浸入浓碱中自由腐蚀十数个小时，将Al、Zn等较活泼成分腐蚀掉，得到多孔的Ni电极(H.X.Dong，T.Lei，Y.H.He.ElectrochemicalperformanceofporousNi3Alelectrodesforhydrogenevolutionreaction.InternationalJournalofHydrogenEnergy36(2011)12112-12120.)。以NiAl、NiZn为主的前驱体合金，制备方法也以凝固法、电沉积法为主，制备方法较为耗时耗力。这一块的内容已经有大量的研究，然而由于自由腐蚀速度较慢，腐蚀过程难以控制，耗时既长，也难以得到较为规整的多孔结构。
美国约翰霍普金斯大学的P.C.Searson等人(L.Sun，C.L.Chien，P.C.Searson.Fabricationofnanoporousnickelbyelectrochemicaldealloying.Chem.Mater.16(2004)3125-3129.)采用电沉积法获得了单相均匀的NiCu合金，并首次采用电化学脱合金方法，将化学活性更低的Cu成分从合金中脱去，获得了多孔Ni膜，并将之用于磁性材料。台湾成功大学的蔡文达等人(J.K.Chang，S.H.Hsu，I.W.Sun.Formationofnanoporousnickelbyselectiveanodicetchingofthenoblercoppercomponentfromelectrodepositednickel-copperalloys.J.Phys.Chem.C.112(2008)1371-1376.)发展了此项技术，利用电沉积方法获得了富Ni和富Cu的两相分离核壳结构，采用电化学脱合金方法获得多孔Ni膜，并以此为模板，应用于超电容器的制备。
美国阿贡实验室的Markovic等人(R.Subbaraman，D.Tripkovic，D.Strmcnik.EnhancinghydrogenevolutionactivityinwatersplittingbytailoringLi+-Ni(OH)2-Ptinterfaces.Science334(2011)1256.)于2011年首次提出了氢氧化物修饰金属电极，大幅度提高析氢催化活性，并将其应用于一系列纯金属。
发明的内容（与权利要求书相呼应）
为克服现有制备Ni基前驱合金、自由腐蚀制备多孔Ni电极过程中存在的问题，本发明提出了一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法。
本发明包括摩尔成分为NixCu(1-x)的基底，其中x=0.5-0.6，相成分为Cu3.8Ni和Ni。多孔结构中孔的孔径为1-2微米。多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极中，Ni(OH)2在部分所述孔的孔壁上生长，其中有的Ni(OH)2生长至所处孔的孔口上，将该孔的孔口覆盖；有的孔，孔口无生长的Ni(OH)2，并且无生长的Ni(OH)2的孔的孔口表面上的晶粒尺寸为200-400纳米。在常温常压下，1MKOH溶液中，300mV过电位下的析氢电流为37.13mA/cm2。
本发明还提出了制备多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极的方法，其具体包括如下步骤：
步骤1、Cu基底的预处理
对Cu片进行机械打磨除去表面的氧化物，使其呈金属光泽后用去离子水洗干净，浸于丙酮中三个小时，而后浸入氨水中5min进行化学除油，再用去离子水洗干净，自然风干。
步骤2、电刷镀制备NiCu合金膜
采用15V-100A刷镀电源，在4V电压下，在室温下采用常规电刷镀的方法在Cu片表面制备NiCu合金膜。制备时，所述刷镀电源的阳极与石墨电极连接，刷镀电源的阴极与Cu片连接。所使用的刷镀溶液采用0.04MCuSO4、0.3MNiSO4和0.2M柠檬酸钠配制而成。刷镀溶液的PH=4。电刷镀时间为300s。得到NiCu合金膜。
步骤3、循环伏安处理
采用CHI660C电化学工作站，利用树脂封出1cm2工作面，将获得的NiCu合金膜用去离子水洗净，置于由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中。以NiCu合金为工作电极，Pt网电极为对电极，参比电极为甘汞电极。开路电压为初始电压，扫描范围为0.4～-1.0V，扫描速度为10mV/s，循环伏安处理的循环次数为3～9次，循环伏安处理中的总电量为-2.8～-10.9库仑。得到多孔结构的NiCu合金膜。
步骤4、电化学脱合金化
循环伏安处理以后，采用CHI660C电化学工作站，在由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中，对得到的多孔结构的NiCu合金膜进行电化学脱合金化。以得到的多孔结构的NiCu合金膜为工作电极，Pt网电极为对电极，参比电极为甘汞电极。设置工作电位+0.16V，脱合金化时间为400～1100s，电化学脱合金化中的总电量为-4.5～-12.3库仑。得到多级孔结构的NiCu合金膜。
步骤5、水解法制备多级孔Ni(OH)2/NiCu电极
将得到多级孔结构的NiCu合金膜通过水解法制备成为多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。具体是：配置0.1MNiCl2溶液，将获得的多级孔NiCu电极置于所述NiCl2溶液中，使多级孔NiCu电极的工作面在NiCl2溶液中浸泡2h。通过镍离子的水解，即可获得多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。
步骤6、性质表征测试。
对得到的多级孔Ni(OH)2/NiCu电极所进行性质表征测试。
通过CHI660C电化学工作站，标准三电极电路，将多级孔Ni(OH)2/NiCu电极置于1MKOH溶液中，采用常规方法进行线性伏安测试。
如图1所示，本发明首次联合采用电刷镀方法、电化学脱合金化、循环伏安处理和水解修饰Ni(OH)2制备出了多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极。在脱合金之前利用循环伏安方法提高了NiCu合金的粗糙度，并将Ni(OH)2修饰方法推广至多孔结构中。通过电刷镀方法，可在5分钟内在Cu基体表面制备一层数微米厚的NiCu合金薄膜，通过沉积-脱合金循环伏安处理，在NiCu合金膜表面形成尺寸几微米的大孔，随后进行脱合金，在大孔基础上可进一步形成1微米左右的小孔。通过两种方法联合使用，制备出独特的多级孔结构，具有很高的比表面积，析氢催化活性得到增强。随后通过在多孔结构表面的镍离子水解，形成的Ni(OH)2与多孔NiCu表面在析氢过程中，具有独特的协同效应，进一步增强了析氢催化活性。图2为多级孔Ni(OH)2/NiCu电极的扫描电镜图，能清晰的观察到多级孔结构，Ni(OH)2生长在一部分孔的上方。图4为多级孔Ni(OH)2/NiCu电极的XRD图，进一步验证了多级孔Ni(OH)2/NiCu电极制备的可行性。图3所示为实例1、2、3、4的线性伏安图，在各个实例中，尽量保证循环伏安处理和脱合金化处理两个过程的总电量一样，为15库仑左右。从图中可以看出来，当循环伏安7次的时候，多孔Ni(OH)2/NiCu电极有最大的析氢电流，达到77.14mA/cm2。
本发明提供了一种全新的方法来制备析氢电极，所需设备简单，并推广氢氧化物应用于修饰多孔电极。
附图说明
图1多级孔Ni(OH)2/NiCu电极制备流程图；
图2多级孔Ni(OH)2/NiCu电极的SEM图
图3实例1、2、3和4的线性伏安(LSV)图；
图4多级孔Ni(OH)2/NiCu电极的XRD图
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极。
所述的多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极包括摩尔成分为NixCu(1-x)的基底，其中x=0.5～0.6，相成分为Cu3.8Ni和Ni；本实施例中x=0.6。多孔结构中孔的孔径为1～2微米。
多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极中，Ni(OH)2在部分所述孔的孔壁上生长，其中有的Ni(OH)2生长至所处孔的孔口上，将该孔的孔口覆盖；有的孔，孔口无生长的Ni(OH)2，并且无生长的Ni(OH)2的孔的孔口表面上的晶粒尺寸为200～400纳米。在常温常压下，1MKOH溶液中，300mV过电位下的析氢电流为37.13mA/cm2。
本实施例还提出了一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极的制备方法，具体过程是：
步骤1、Cu基底的预处理
对Cu片进行机械打磨除去表面的氧化物，使其呈金属光泽后用去离子水洗干净，浸于丙酮中三个小时，而后浸入氨水中5min进行化学除油，再用去离子水洗干净，自然风干。
步骤2、电刷镀制备NiCu合金膜
采用15V-100A刷镀电源，在4V电压下，在室温下采用常规电刷镀的方法在Cu片表面制备NiCu合金膜。制备时，所述刷镀电源的阳极与石墨电极连接，刷镀电源的阴极与Cu片连接。所使用的刷镀溶液采用0.04MCuSO4、0.3MNiSO4和0.2M柠檬酸钠配制而成。刷镀溶液的PH=4。电刷镀时间为300s。得到NiCu合金膜。
步骤3、循环伏安处理
采用CHI660C电化学工作站，利用树脂封出1cm2工作面，将获得的NiCu合金膜用去离子水洗净，置于由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中。以NiCu合金为工作电极，Pt网电极为对电极，甘汞电极为参比电极。开路电压为初始电压，扫描范围为0.4～-1.0V，扫描速度为10mV/s，循环伏安处理的循环次数为3～9次，循环伏安处理中的总电量为-2.8～-10.9库仑。得到多孔结构的NiCu合金膜。本实施例中，循环伏安处理的循环次数为3次，循环伏安处理中的总电量为-2.8库仑。
步骤4、电化学脱合金化
循环伏安处理以后，采用CHI660C电化学工作站，在由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中，对得到的多孔结构的NiCu合金膜进行电化学脱合金化。以得到的多孔结构的NiCu合金膜为工作电极，Pt网电极为对电极，参比电极为甘汞电极。设置工作电位为+0.16V，脱合金化时间为1100s，电化学脱合金化中的总电量为-12.3库仑。得到多级孔结构的NiCu合金膜。
步骤5、水解法制备多级孔Ni(OH)2/NiCu电极
将得到多级孔结构的NiCu合金膜通过水解法制备成为多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。具体是：配置0.1MNiCl2溶液，将获得的多级孔NiCu电极置于所述NiCl2溶液中，使多级孔NiCu电极的工作面在NiCl2溶液中浸泡2h。通过镍离子的水解，即可获得多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。
步骤6、性质表征测试。
对得到的NiCu合金膜所进行性质表征测试。
通过CHI660C电化学工作站，标准三电极电路，将得到的多级孔Ni(OH)2/NiCu电极置于1MKOH溶液中，采用常规方法进行线性伏安测试。
实施例2
本实施例是一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极。
所述的多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极包括摩尔成分为NixCu(1-x)的基底，其中x=0.5～0.6，相成分为Cu3.8Ni和Ni；本实施例中x=0.54。多孔结构中孔的孔径为1～2微米。
多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极中，Ni(OH)2在部分所述孔的孔壁上生长，其中有的Ni(OH)2生长至所处孔的孔口上，将该孔的孔口覆盖；有的孔，孔口无生长的Ni(OH)2，并且无生长的Ni(OH)2的孔的孔口表面上的晶粒尺寸为200～400纳米。在常温常压下，1MKOH溶液中，300mV过电位下的析氢电流为57.49mA/cm2。
本实施例还提出了一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极的制备方法，具体过程是：
步骤1、Cu基底的预处理
对Cu片进行机械打磨除去表面的氧化物，使其呈金属光泽后用去离子水洗干净，浸于丙酮中三个小时，而后浸入氨水中5min进行化学除油，再用去离子水洗干净，自然风干。
步骤2、电刷镀制备NiCu合金膜
采用15V-100A刷镀电源，在4V电压下，在室温下采用常规电刷镀的方法在Cu片表面制备NiCu合金膜。制备时，所述刷镀电源的阳极与石墨电极连接，刷镀电源的阴极与Cu片连接。所使用的刷镀溶液采用0.04MCuSO4、0.3MNiSO4和0.2M柠檬酸钠配制而成。刷镀溶液的PH=4。电刷镀时间为300s。得到NiCu合金膜。
步骤3、循环伏安处理
采用CHI660C电化学工作站，利用树脂封出1cm2工作面，将获得的NiCu合金膜用去离子水洗净，置于由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中。以得到的多孔结构的NiCu合金膜为工作电极，Pt网电极为对电极，甘汞电极为参比电极。开路电压为初始电压，扫描范围为0.4～-1.0V，扫描速度为10mV/s，循环伏安处理的循环次数为3～9次，循环伏安处理中的总电量为-2.8～-10.9库仑。得到多孔结构的NiCu合金膜。本实施例中，循环伏安处理的循环次数为5次，循环伏安处理中的总电量为-5.5库仑。
步骤4、电化学脱合金化
循环伏安处理以后，采用CHI660C电化学工作站，在由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中，对得到的多孔结构的NiCu合金膜进行电化学脱合金化。以NiCu合金为工作电极，Pt网电极为对电极，参比电极为甘汞电极。设置工作电位为+0.16V，脱合金化时间为800s，电化学脱合金化中的总电量为-9.8库仑。得到多级孔结构的NiCu合金膜。
步骤5、水解法制备多级孔Ni(OH)2/NiCu电极
将得到多级孔结构的NiCu合金膜通过水解法制备成为多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。具体是：配置0.1MNiCl2溶液，将获得的多级孔NiCu电极置于所述NiCl2溶液中，使多级孔NiCu电极的工作面在NiCl2溶液中浸泡2h。通过镍离子的水解，即可获得多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。
步骤6、性质表征测试。
对得到的NiCu合金膜所进行性质表征测试。
通过CHI660C电化学工作站，标准三电极电路，将得到的多级孔Ni(OH)2/NiCu电极置于1MKOH溶液中，采用常规方法进行线性伏安测试。
实施例3
本实施例是一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极。
所述的多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极包括摩尔成分为NixCu(1-x)的基底，其中x=0.5～0.6，相成分为Cu3.8Ni和Ni；本实施例中x=0.5。多孔结构中孔的孔径为1～2微米。
多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极中，Ni(OH)2在部分所述孔的孔壁上生长，其中有的Ni(OH)2生长至所处孔的孔口上，将该孔的孔口覆盖；有的孔，孔口无生长的Ni(OH)2，并且无生长的Ni(OH)2的孔的孔口表面上的晶粒尺寸为200～400纳米。在常温常压下，1MKOH溶液中，300mV过电位下的析氢电流为77.14mA/cm2。
本实施例还提出了一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极的制备方法，具体过程是：
步骤1、Cu基底的预处理
对Cu片进行机械打磨除去表面的氧化物，使其呈金属光泽后用去离子水洗干净，浸于丙酮中三个小时，而后浸入氨水中5min进行化学除油，再用去离子水洗干净，自然风干。
步骤2、电刷镀制备NiCu合金膜
采用15V-100A刷镀电源，在4V电压下，在室温下采用常规电刷镀的方法在Cu片表面制备NiCu合金膜。制备时，所述刷镀电源的阳极与石墨电极连接，刷镀电源的阴极与Cu片连接。所使用的刷镀溶液采用0.04MCuSO4、0.3MNiSO4和0.2M柠檬酸钠配制而成。刷镀溶液的PH=4。电刷镀时间为300s。得到NiCu合金膜。
步骤3、循环伏安处理
采用CHI660C电化学工作站，利用树脂封出1cm2工作面，将获得的NiCu合金膜用去离子水洗净，置于由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中。以NiCu合金为工作电极，Pt网电极为对电极，甘汞电极为参比电极。开路电压为初始电压，扫描范围为0.4～-1.0V，扫描速度为10mV/s，循环伏安处理的循环次数为3～9次，循环伏安处理中的总电量为-2.8～-10.9库仑。得到多孔结构的NiCu合金膜。本实施例中，循环伏安处理的循环次数为7次，循环伏安处理中的总电量为-8.1库仑。
步骤4、电化学脱合金化
循环伏安处理以后，采用CHI660C电化学工作站，在由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中，对得到的多孔结构的NiCu合金膜进行电化学脱合金化。以得到的多孔结构的NiCu合金膜为工作电极，Pt网电极为对电极，参比电极为甘汞电极。设置工作电位为+0.16V，脱合金化时间为600s，电化学脱合金化中的总电量为-7.1库仑。得到多级孔结构的NiCu合金膜。
步骤5、水解法制备多级孔Ni(OH)2/NiCu电极
将得到多级孔结构的NiCu合金膜通过水解法制备成为多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。具体是：配置0.1MNiCl2溶液，将获得的多级孔NiCu电极置于所述NiCl2溶液中，使多级孔NiCu电极的工作面在NiCl2溶液中浸泡2h。通过镍离子的水解，即可获得多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。
步骤6、性质表征测试。
对得到的NiCu合金膜所进行性质表征测试。
通过CHI660C电化学工作站，标准三电极电路，将得到的多级孔Ni(OH)2/NiCu电极置于1MKOH溶液中，采用常规方法进行线性伏安测试。
实施例4
本实施例是一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极。
所述的多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极包括摩尔成分为NixCu(1-x)的基底，其中x=0.5～0.6，相成分为Cu3.8Ni和Ni；本实施例中x=0.55。多孔结构中孔的孔径为1～2微米。
多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极中，Ni(OH)2在部分所述孔的孔壁上生长，其中有的Ni(OH)2生长至所处孔的孔口上，将该孔的孔口覆盖；有的孔，孔口无生长的Ni(OH)2，并且无生长的Ni(OH)2的孔的孔口表面上的晶粒尺寸为200～400纳米。在常温常压下，1MKOH溶液中，300mV过电位下的析氢电流为57.43mA/cm2。
本实施例还提出了一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极的制备方法，具体过程是：
步骤1、Cu基底的预处理
对Cu片进行机械打磨除去表面的氧化物，使其呈金属光泽后用去离子水洗干净，浸于丙酮中三个小时，而后浸入氨水中5min进行化学除油，再用去离子水洗干净，自然风干。
步骤2、电刷镀制备NiCu合金膜
采用15V-100A刷镀电源，在4V电压下，在室温下采用常规电刷镀的方法在Cu片表面制备NiCu合金膜。制备时，所述刷镀电源的阳极与石墨电极连接，刷镀电源的阴极与Cu片连接。所使用的刷镀溶液采用0.04MCuSO4、0.3MNiSO4和0.2M柠檬酸钠配制而成。刷镀溶液的PH=4。电刷镀时间为300s。得到NiCu合金膜。
步骤3、循环伏安处理
采用CHI660C电化学工作站，利用树脂封出1cm2工作面，将获得的NiCu合金膜用去离子水洗净，置于由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中。以NiCu合金为工作电极，Pt网电极为对电极，甘汞电极为参比电极。开路电压为初始电压，扫描范围为0.4～-1.0V，扫描速度为10mV/s，循环伏安处理的循环次数为3～9次，循环伏安处理中的总电量为-2.8～-10.9库仑。得到多孔结构的NiCu合金膜。本实施例中，循环伏安处理的循环次数为9次，循环伏安处理中的总电量为-10.9库仑。
步骤4、电化学脱合金化
循环伏安处理以后，采用CHI660C电化学工作站，在由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中，对得到的多孔结构的NiCu合金膜进行电化学脱合金化。以得到的多孔结构的NiCu合金膜为工作电极，Pt网电极为对电极，参比电极为甘汞电极。设置工作电位为+0.16V，脱合金化时间为400s，电化学脱合金化中的总电量为-4.5库仑。得到多级孔结构的NiCu合金膜。
步骤5、水解法制备多级孔Ni(OH)2/NiCu电极
将得到多级孔结构的NiCu合金膜通过水解法制备成为多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。具体是：配置0.1MNiCl2溶液，将获得的多级孔NiCu电极置于所述NiCl2溶液中，使多级孔NiCu电极的工作面在NiCl2溶液中浸泡2h。通过镍离子的水解，即可获得多级孔Ni(OH)2/NiCu电极。
步骤6、性质表征测试。
对得到的NiCu合金膜所进行性质表征测试。
通过CHI660C电化学工作站，标准三电极电路，将得到的多级孔Ni(OH)2/NiCu电极置于1MKOH溶液中，采用常规方法进行线性伏安测试。

Claims (4)

1.一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极，其特征在于，所述的多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极包括摩尔成分为NixCu(1-x)的基底，其中x=0.5～0.6，相成分为Cu3.8Ni和Ni；多孔结构中孔的孔径为1～2微米。
2.如权利要求1所述一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极，其特征在于，多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极中，Ni(OH)2在部分所述孔的孔壁上生长，其中有的Ni(OH)2生长至所处孔的孔口上，将该孔的孔口覆盖；有的孔孔口无生长的Ni(OH)2，并且无生长的Ni(OH)2的孔孔口表面上的晶粒尺寸为200-400纳米；在常温常压下，1MKOH溶液中，300mV过电位下的析氢电流最高达77.14mA/cm2。
3.一种制备权利要求1所述一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极的方法，其特征在于，具体过程是：
步骤1、Cu基底的预处理：去除Cu片表面的氧化物，并除油；自然风干；
步骤2、电刷镀制备NiCu合金膜：采用15V-100A刷镀电源，在4V电压下，在室温下采用常规电刷镀的方法在Cu片表面制备NiCu合金膜；制备时，所述刷镀电源的阳极与石墨电极连接，刷镀电源的阴极与Cu片连接；刷镀溶液的pH=4；电刷镀时间为300s；得到NiCu合金膜；
步骤3、循环伏安处理：采用CHI660C电化学工作站，利用树脂封出1cm2工作面，将获得的NiCu合金膜用去离子水洗净，置于由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中；以NiCu合金为工作电极，Pt网电极为对电极，参比电极为甘汞电极；开路电压为初始电压，扫描范围为0.4～-1.0V，扫描速度为10mV/s，循环伏安处理的循环次数为3～9次，循环伏安处理中的总电量为-2.8～-10.9库仑；得到多孔结构的NiCu合金膜；
步骤4、电化学脱合金化：循环伏安处理以后，在由0.02MCuSO4、0.3MNiSO4、0.2M柠檬酸钠配制而成的溶液中，对得到的多孔结构的NiCu合金膜进行电化学脱合金化；以得到的多孔结构的NiCu合金膜为工作电极，Pt网电极为对电极，甘汞电极为参比电极；设置工作电位+0.16V，脱合金化时间为400～1100s，电化学脱合金化中的总电量为-4.5～-12.3库仑；得到多级孔结构的NiCu合金膜；
步骤5、水解法制备多级孔Ni(OH)2/NiCu电极：将得到多级孔结构的NiCu合金膜通过水解法制备成为多级孔Ni(OH)2/NiCu电极；具体是：配置0.1MNiCl2溶液，将获得的多级孔NiCu电极置于所述NiCl2溶液中，使多级孔NiCu电极的工作面在NiCl2溶液中浸泡2h；通过镍离子的水解，即可获得多级孔Ni(OH)2/NiCu电极；步骤6、性质表征测试：对得到的多级孔Ni(OH)2/NiCu电极进行性质表征测试。
4.如权利要求3所述制备多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极的方法，其特征在于，电刷镀制备NiCu合金膜时所使用的刷镀溶液采用0.04MCuSO4、0.3MNiSO4和0.2M柠檬酸钠配制而成。
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