综述：泡沫镍基电极材料在多功能电化学应用中的演进：从基底到活性平台

本综述系统阐述了泡沫镍（NF）作为三维（3D）导电骨架在电化学领域的多功能应用进展，涵盖水分解（OER）、污染物降解、电化学传感及能量存储等领域。通过元素掺杂（如Co-Ni-P）、缺陷工程（氧空位、阳离子空位）和异质结构建等策略，显著提升了NF基电极的催化活性与稳定性。文章特别强调理论模拟（如DFT）与原位技术的结合对揭示材料构效关系的重要性，并为开发金属有机框架（MOFs）-合金-氧化物多相杂化系统提供前瞻指导。

　　

引言

在全球能源危机与环境问题加剧的背景下，泡沫镍（NF）因其三维多孔结构、优异导电性和化学稳定性，成为电化学领域的关键材料。从最初作为惰性集流体到如今作为活性催化平台，NF在环境修复（如降解染料、酚类化合物）、海水电解制氢及生物传感等领域展现出独特优势。相较于碳布、钛网等传统基底，NF兼具机械强度与本征电催化活性（如Ni²⁺/Ni³⁺氧化还原对），成为下一代电极设计的理想载体。

水热/热合成法

水热法（120-180°C）是NF负载金属氧化物纳米颗粒的主流技术，后续惰性气氛煅烧（570°C）可优化晶体结构。例如，磷化镍（Ni₂P）通过磷空位调控显著提升析氧反应（OER）活性，而钴掺杂NF在1 M KOH中实现低于300 mV的过电位。

有机污染物降解

NF基电极可高效降解橙黄II（Orange II）、罗丹明B等染料，其机制涉及过渡金属（Fe、Co）掺杂促进羟基自由基（·OH）生成。典型案例中，钯修饰NF对氯代有机物降解率可达98%，而还原氧化石墨烯（rGO）复合电极可同步实现5-羟甲基糠醛（5-HMF）的转化与电能输出。

结论与展望

尽管NF基材料在规模化制备（如纳米颗粒团聚控制）和生物传感灵敏度方面仍存挑战，但其在多功能电化学系统中的潜力已得到验证。未来需重点关注金属溶出环境影响，并通过多相杂化设计（如MOFs-氧化物-磷化物）推动技术革新。