电催化分解水被认为是最有前景的制氢技术之一,但无论是对于析氢反应（HER）还是析氧反应（OER）,目前活性最高的催化剂均为贵金属基催化剂,它们资源稀少且价格昂贵,是导致电解水技术成本较高、难以规模化应用的原因之一。钼基纳米材料易于获取且价格低廉,是一类具有较大潜力的电解水催化材料。然而,如何得到具有高活性、高导电性以及高稳定性等优异综合性能的钼基催化剂还存在一定的挑战。此外,目前对于钼基催化剂在催化反应过程中的表面重建现象研究相对较少。因此,在本文中以钼基催化剂为研究对象,通过形貌调控、异原子掺杂、晶相调控和组分复合等策略对催化性能进行了优化,并对催化剂的表面重建现象进行了研究。利用酸诱导合成并调控了碳化钼/氮掺杂碳（β-Mo2C/NC）复合催化剂的形貌,即利用酸诱导促使三聚氰胺与钼酸根离子发生结合得到前驱体,再经过碳化过程得到了β-Mo2C/NC复合催化剂。在前驱体合成过程中,通过引入不同的酸（硝酸、草酸和氨基磺酸）,可对催化剂的形貌进行调控。研究发现,草酸（OA）在碳化过程中发生分解可促进多孔结构的形成,有利于暴露出更多的催化活性位点和传质过程。因此,所制备的β-Mo2C/NC（OA）在酸性和碱性电解液中表现出了较为优异的HER催化性能,分别需要152 m V和135 m V的过电位,就能达到10 m A cm-2的电流密度。为了提高钼氧化物的HER和OER催化性能,通过合成双金属氧化物并利用异原子掺杂策略,采用水热和后续低温磷化法,在泡沫镍基底上构筑了磷掺杂钼酸钴微米阵列（P-CMO/NF）。研究发现,掺杂的P以PO43-的形式替代了部分Mo O42-,同时形成了丰富的氧空位。PO43-的引入、多价态钼氧化物和氧空位的形成,有效增强了催化活性。在催化反应过程中PO43-发生一定的浸出,可促进催化剂发生表面重建,在碱性HER和OER过程中分别转变为Co Mo O4-Co（OH）2/P-Co Mo O4和Co OOH/P-Co Mo O4。所制备的P-CMO/NF-400表现出了优异的HER和OER催化性能,在HER过程中获得10 m A cm-2的电流密度只需44 m V过电位;在OER过程中获得20 m A cm-2的电流密度仅需260 m V过电位。以P-CMO/NF-400作为电解池的阴极和阳极,在1.0 mol L-1的KOH溶液中进行全解水测试,仅需1.54 V即可达到10 m A cm-2的电流密度,且可在50m A cm-2的电流密度下稳定催化全水分解至少72 h。利用组分与晶相复合策略,通过水热和后续低温磷酸化,在泡沫镍基底上构筑了具有松针状形貌、晶态偏磷酸镍/非晶态钼氧化物纳米阵列(c-Ni2P4O12/a-NiMoOx/NF)。晶态c-Ni2P4O12纳米颗粒与非晶态a-NiMoOx紧密结合,组分间协同效应使其拥有优异的HER和OER催化活性。研究表明,c-Ni2P4O12/a-NiMoOx/NF在HER和OER催化过程中均发生了表面重建,分别形成了c-Ni2P4O12/a-NiMoO4和c-Ni2P4O12/a-Ni OOH。对于碱性HER,达到10 m A cm-2的电流密度仅需78 m V过电位;在碱性OER过程中,达到20 m A cm-2的电流密度仅需250 m V过电位。此外,此催化剂还展现了与贵金属催化剂相当的全解水性能,且可在10 m A cm-2的电流密度下稳定运行84 h后,继续在56 oC的温度和250 m A cm-2的电流密度下稳定工作至少48 h,具有一定的实际应用潜力。