能源和环境问题是全球重点关注的问题,发展绿色清洁的新能源迫在眉睫。氢气可以通过燃烧得到热能,同时也可作通过电化学反应转化为电能,是一种理想的洁净能源。电解水制氢效率高,是工业制氢最有潜力最理想的方法。在阴极材料上,Pt/C催化剂一直以来都占据着主要位置,但是,由于贵金属催化剂成本高、储量稀少,限制其大规模应用,寻找高活性析氢催化剂是目前的研究热点。本课题采用溶剂热法制备了一系列的过渡金属化合物,并深入研究了其电催化析氢性能。内容如下:（1）我们采用简单的水热法和煅烧法合成了2D的Ni P/Ni Co P/NG复合催化剂。NG纳米片提供了大的表面积,不仅为分散良好的活性材料的集成提供了良好的桥梁,而且还提供了具有富碳和富氮活性位点的复合结构。Ni P/Ni Co P/NG在酸性和碱性介质中都表现出了优异的催化活性和催化稳定性,在1M KOH和0.5 M H₂SO₄溶液中达到10m A cm^-2的电流密度仅需过电势91m V和73 m V。其优异的催化活性和稳定性主要有几个原因:2D结构的支撑增大了比表面积的同时还提供了更多活性位点、Ni P和Ni Co P之间纳米异质结的界面效应加快了电荷转移,以及Ni P/Ni Co P和NG之间的额外协同作用等。（2）我们通过两步水热,合成了Ni-Co-S/NG纳米球复合纳米片结构催化剂。研究了不同硫化温度对形貌和HER活性的影响。Ni-Co-S/NG-180℃表现出169m V的小过电位,以达到10m A cm^-2的电流密度,塔菲尔斜率60 m V dec^-1和长达27小时的长期稳定性。Ni-Co-S/NG-180℃催化剂的HER活性优于其他催化剂原因是石墨烯的支撑提供了大量暴露的活性位点,从而加速了电子和离子的传输;N原子的掺杂调节了催化剂的电子结构,降低了H吸附/脱附的自由能;独特的纳米球状结构增大了表面积,为反应提供更多活性位点。因此,与在120和150℃相比,180℃硫化合成的Ni-Co-S/NG,在酸性溶液中显示出极大的催化性能。