随着不可再生化石燃料燃烧引发的环境问题和能源危机变得越来越严重,新能源的发展成为当前研究的重点。氢气作为一种高效和环保的能源,由于燃烧不产生污染气体和其他有害物质,因此具有巨大的应用潜力。目前,电解水是一种非常有效的制氢方法,不仅制备工艺简单,且生产的氢气纯度高。在25℃,1个标准大气压下,电解水的理论电压为1.23 V^[1]。但是由于电解水过程中电子和离子转移过程复杂、动力学缓慢和能量效率低,因此要实现电化学水分解需要施加比1.23 V更大的电压。开发高效电催化剂有助于降低分解电压,从而节省能耗。贵金属基电催化剂如Pt、Ir和Ru等具有较高的催化活性成为最具代表性的电解水催化剂,但其成本高、功能单一和稳定性差等缺点限制了其广泛的应用。因此开发活性更强、成本更低、稳定性更好的电催化剂来替代贵金属催化剂一直是电解水应用的研究热点。过渡金属化合物因其独特的物理化学性质,近年来在电解水反应中表现出了较高的催化活性。鉴于此,本文主要通过构建钼镍基电催化剂,通过一系列结构表征来测试电催化剂的结构组成,并通过电化学测试进一步探究催化剂的活性和反应机理,最后通过调整合成条件实现催化剂微观结构形貌调控,达到最优催化性能。采用不同的合成方式获得不同纳米结构的催化剂,调控结构组成和形貌来降低产氢过电势、增加产氢电流密度和实现较优异的循环稳定性。通过分析催化剂结构表征、电化学测试和理论计算,进一步探究电催化剂的催化效果和催化反应活性位点。相关工作和研究成果如下:（1）以碳布为导电基底,通过电沉积的方法制备碳布支撑的ZnO纳米棒阵列结构,然后以ZnO为模板通过水热的方法合成钼酸镍纳米片包裹ZnO的多级结构（NiMoO4@ZnO）,然后将NiMoO4@ZnO与一定量的双氰胺进行高温反应制备Ni@NCNT/MoC/CC复合催化剂。实验结果表明,制备的复合材料对析氢反应具有较为优异的电催化性能。所制备的（Ni@NCNT/MoC/CC）电极在1 M KOH中达到10 mA cm^-2电流密度对仅需209 mV过电势和较低的塔菲尔斜率123.8 mV dec^-1和HER长期稳定性好（持续10 h电流密度保持很高,无衰减）。通过分析催化剂的结构表征和电化学测试结果表明Ni@NCNT/MoC/CC的较高产氢活性最主要归因于催化剂较为优异的导电性、多级结构的构建以及双金属（Mo和Ni）的协同效应,这些发现为设计和开发的高效产氢电催化剂提供了思路。（2）以多孔和高导电性的泡沫镍为基底,通过水热反应法在泡沫镍表面合成了钼酸镍微米棒阵列,然后再与一定量的双氰胺进行高温反应制备氮掺杂碳包覆的氮化钼镍（NC/Ni3Mo3N/NF）复合催化剂。所制备的（NC/Ni3Mo3N/NF）电极在1 M KOH中具有的较低的起始电位为-35 mV vs.RHE,达到10 mA cm^-2电流密度仅需44.6 mV过电势,较低的塔菲尔斜率为41.5 mV dec^-1和HER长期稳定性好（持续50h电流密度保持很高,无衰减）。通过分析NC/Ni3Mo3N/NF的结构表征和电化学测试结果,我们发现NC/Ni3Mo3N/NF具备的高产氢活性最主要归因于催化剂优异的导电性和三维支撑的多孔结构,理论计算结果表明其具有较多的低氢吸附自由能的活性位点,这也进一步解释了其能够实现大电流密度的原因。此外,组装的（-）NC/Ni3Mo3N/NF||NiMoO4·xH2O/NF（+）全解水电解池只需1.58 V的电压即可实现50 mA cm^-2的电流密度,而商业贵金属基（-）20 wt%Pt/C||RuO2（+）需要1.71 V才能达到50 mA cm^-2的电流密度。