过渡金属硫化物MoS₂由于其独特的物理化学性质,引起了人们广泛的研究兴趣。MoS₂层与层之间以弱范德华力相结合,可以被剥离成单层或少层的纳米片,显示出不同于体材料的物理化学性质。目前为止,已经开发出多种方法合成MoS₂纳米片。为了深度挖掘MoS₂的潜力,扩大其应用范围,科研人员在制备新结构MoS₂纳米片方面已经做出了巨大的努力。由于其多样的结构及成分、可调节的带隙和奇特的电子结构,MoS₂纳米材料可以应用在许多领域,例如电子、催化、能量转换和存储等领域。氢经济的发展对能源危机和环境污染至关重要,其核心是氢的储存和制取。尽管MoS₂在储氢和制氢领域具有一定的潜力,但性能仍需进一步改进。我们利用MoS₂来提高储氢合金的高倍率放电性能,并且通过石墨烯以及非贵金属的修饰,MoS₂的HER性能显著提高,具体的策略分为以下三个部分:（1）储氢合金的较差的高倍率放电性能阻碍了镍金属氢化物电池在高功率领域、新能源汽车、电动工具、军事设备等领域的应用。我们提出一个新的策略:通过在合金表面负载MoS₂纳米片,来提高储氢合金的高倍率性能。复合电极的容量保留率在电流密度为3000 mA g^-1,可达到50.5%,是母合金的2.7倍（18.4%）。密度泛函理论（DFT）模拟表明,这种优异的性能是源于MoS₂纳米粒子在电极/电解液界面处的对离子浓度的调控:（a）较高的OH^-浓度促进了MH_ads+OH^--e^-→M+H₂O的电化学反应;（b）较低的H⁺浓度导致电极/电解液界面处和合金内部之间的较大的浓度梯度,这有利于在放电过程中原子氢的扩散。（2）MoS₂作为一种有潜力的非贵金属催化剂,引起了人们广泛的研究兴趣。然而,由于其活性位置不足和导电性差,催化效率远远低于Pt基催化剂。DFT模拟结果显示MoS₂的催化活性可以通过石墨烯基底和Ni原子吸附之间的协同效应得到改善。在此基础上,我们设计并合成了纳米多孔Ni和RGO的双修饰的MoS₂纳米片,表现出较低的起始电势（85 mV）,较小的塔菲尔斜率(71.3 mV dec^-1),以及较好的循环稳定性。DFT和实验结果表明,上述优异的性能来自于大量的边缘活性位置和快速的电子传输。这项研究对MoS₂的HER催化活性有了一个全面的了解,可以拓展到其他高效率,低成本的催化剂设计中。（3）MoS₂被认为是一种有潜力的电催化剂,有望替代Pt基催化剂。DFT计算显示,MoS₂与钴的合金化,再与石墨烯复合,可以使MoS₂的催化性能得到显著的提高。此外,我们成功地合成（CoMo）S₂/RGO复合材料作为优异的HER催化剂。起始电位为28 mV,当电流密度为10 mA cm^-2时,电势仅为100 mV时,与其它MoS₂基催化剂相比,具有明显的优势。DFT计算和实验结果表明,复合材料优异的催化性能源于钴和RGO之间的协同效应。