氢气作为一种能量载体不仅能量密度高、对环境友好。氢气还可以用来储存太阳能和风能等可再生能源所产生的电能。电解水是生产氢气的有效方法,摒弃传统工业产氢会排放二氧化碳等污染物的缺点,有望实现碳中性的方式大量产氢。目前,铂及铂基材料是最有效的降低电解水析氢反应（HER）中过电位的催化剂。然而,成本高昂、自然界储量少,限制了其实际应用。寻求地球储量丰富且经济成本低的非贵金属电催化剂取代成本高昂、自然界储量少的铂系催化剂用于HER是当代的热门问题。本工作通过构筑碳包覆金属核壳纳米结构,优化催化反应活性位的暴露和保护,提高材料的导电性;同时,并基于丰富的异质界面,能充分暴露高活性界面催化位点的纳米片的设计,提高界面活性位的丰度,从而提高析氢反应的催化效率。具体的工作内容如下:（1）提出一种简单高效的合成方法制备核壳的石墨烯包覆钴纳米颗粒负载在还原氧化石墨烯上（Co@NG/NRGO）。在惰性气体氛围下高温热解三聚氰胺-Co²⁺-GO混合物,控制实验条件得到一系列被不同石墨烯层数包裹的核壳材料。通过优化碳层厚度,可实现催化反应活性位的暴露和保护的平衡。同时,氮掺杂石墨烯层,不仅能够调节Co核的电子结构,降低Co表面的氢吸附自由能,而且材料中的吡咯氮和吡啶氮能提升材料的导电性。优化得到的材料在广泛p H范围内表现出高效、稳定的析氢性能。在酸性和碱性条件下分别仅需70和91 m V的过电位就能达到-10 m A cm^-2的电流密度。特别是在中性电解质中,当电流密度为-10 m A cm^-2时,与基准Pt/C电催化剂相比,Co@NG/NRGO的过电位仅负移74 m V。且该合成方法容易扩展得到其他的核壳结构析氢催化剂,并在酸性和碱性条件下展现出良好的析氢性能。（2）通过优化Mo和Co组分比例,继而进行硫化,得到了还原氧化石墨烯片上负载的MoS₂-CoS₂异质纳米片（MoS₂-CoS₂/RGO）材料。该材料具有丰富的异质界面,能充分暴露高活性的界面催化位点。通过优化组分得到的材料表现出高效的电催化活性。相比于单组分的CoS₂/RGO,MoS₂/RGO催化剂,MoS₂-CoS₂异质纳米片不仅可以很好地暴露出高活性的异质界面,而且通过与石墨烯片耦合,加快电荷转移,从而实现在酸性和碱性条件下对HER动力学和活性的提升。其中,表现最优的MoS₂-CoS₂/RGO催化剂在酸性、碱性条件下的η₁₀分别为67和95 m V,Tafel斜率分别为64和63 m V dec^-1。在长时间的稳定性测试中电流没有明显的衰减,具有良好的稳定性。