化石能源的过度消耗和工业合成氨等化工生产会排放过量的二氧化碳,已导致温室效应和全球气候异常,引起了各国政府和学者的注意。利用电化学还原二氧化碳和氮气合成高附加值燃料和含氮化学原料,不仅可以减少大气中的二氧化碳浓度,而且可以将电能转化为化学能储存起来。但目前已报道的催化剂均存在副产物多、选择性差、起始电位过高和电流密度过低等问题。因此如何开发高催化活性和高选择性的电催化剂,成为研究的重中之重。目前MoS₂用作CO₂还原电催化剂时仍存在生成C₂产物选择性差和反应必须在离子液中进行等缺点。而用于还原N₂时,电催化剂存在反应活性较弱等不足。构筑双活性位点,能够调控材料的电催化活性与选择性。利用缺陷工程可以活化N₂。因此,本论文围绕二硫化钼纳米材料的设计和性能优化展开了研究,通过材料复合构筑双活性位点及引入缺陷来提高该催化剂还原CO₂与N₂小分子的性能。论文主要工作如下:（1）采用水热合成法在Mo网上合成MoS₂纳米片阵列,通过原子层沉积技术负载一定厚度的TiO₂,制备TiO₂/MoS₂复合材料。所合成的复合材料在0.5 M KHCO₃电解液中进行电化学还原二氧化碳性能测试,其电流密度及产乙醇和乙酸的法拉第效率均优于未经负载的MoS₂原材料。研究结果表明由于TiO₂的负载,形成了Ti-O-Mo键,Ti与Mo作为电化学还原CO₂的双活性位点,有效地调控了材料的催化性能,抑制析氢活性,提高了C₂产物的产率与选择性。（2）将水热合成的MoS₂纳米片阵列经过等离子刻蚀,增加MoS₂纳米片的缺陷,从而调控MoS₂的催化活性,用于电化学还原氮气。电催化还原氮气性能测试表明,与未经等离子刻蚀的原材料MoS₂相比,等离子刻蚀引入缺陷后的MoS₂能够电化学催化还原N₂生成NH₃,并实现28.85%的电还原合成氨法拉第效率(FE_NH3),且稳定可达10 h,这优于目前报道的大多数二硫化钼材料。