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氢能是一种高热值、无污染的清洁能源。预计在未来的三到五年时间内,氢能产业会进入一个爆发期。通过分解水制取氢气是获取氢气的极具潜力的能源发展手段,实现这一绿色途径的关键是寻找可以取代贵金属及贵金属基的高效而廉价的非贵金属催化剂。二维（2D）层状纳米材料由于具有独特的结构和电子性质在催化领域受到极大地关注和研究。故而,本文采用简单的一步煅烧法,通过对二维层状纳米材料进行结构设计及改性,提高非贵金属催化剂的催化性能,为取代贵金属及贵金属基催化剂提供新的思路。研究内容包括:（1）以尿素和甲酸镍为前驱,采用一步煅烧法制备了g-C3N4:Ni材料。通过XRD、XPS、TEM等确定g-C3N4:Ni的结构及形貌,结果显示金属Ni以Ni2+形式存在于g-C3N4材料中。Ni的掺入能有效提高g-C3N4光生电子空穴对的分离效率。在可见光作用下g-C3N4:Ni材料降解甲基橙的实验表明一定镍的掺入可以提高g-C3N4的催化活性,Ni的过量掺杂会抑制样品光催化降解MO的活性。当前驱体中甲酸镍与尿素的质量比为1:40时得到的g-C3N4:Ni材料的活性最好,90 min时降解率基本可达97.2%。通过添加蒽醌（去除·OH）、异丙醇（去除·O2-）和草酸钠（去除h+）活性种清除剂,可以知道在光催化性能中的活性种是以h+为主。且在300 W氙灯和牺牲剂三乙醇胺的条件下,g-C3N4:Ni材料的光催化制氢平均速率是g-C3N4的1.6倍,析氢稳定性保持90.26%。（2）以自制的硫代钼酸铵和甲酸镍为前驱,采用一步煅烧法制备了MoS2/Ni3S2复合材料和MoS2/Ni3S2/Ni复合材料,并测试其在电催化HER中的催化活性。XRD、XPS、TEM等表征手段都显示二硫化三镍和单质镍的存在都有效地抑制了二硫化钼纳米层的生长,使MoS2/Ni3S2/Ni复合材料具有更小的粒径、更多活性位点和更好的导电性。这些都使得制得的MoS2/Ni3S2/Ni复合材料的电化学催化析氢性能相对于单纯的MoS2来说具有更好的HER活性。MoS2/Ni3S2/Ni 1:4复合材料起始过电势为73 mV,Tafel斜率为65 mV/dec。经过稳定性测试,发现所制备的催化剂在酸性条件下具有很好的稳定性。（3）以自制的氧化石墨烯和甲酸镍为前驱,采用一步煅烧法制备了以还原氧化石墨烯为载体的rGO/NiO复合材料和rGO/NiO/Ni复合材料,并测试其在电催化OER中的催化活性。通过XRD,TEM及XPS等对催化剂的测试,结果显示氧化镍和单质镍大大的加强了复合材料的界面相互作用能力以及电子传输能力。这些都使得制得的rGO/NiO/Ni复合材料的电催化活性相对于单纯的GO而言具有更好的OER活性。rGO/NiO/Ni 1:1.2复合材料当电流密度为10 mA·cm-2时,其过电势为236 mV;当rGO/NiO/Ni 1:1.2复合材料过电势为400 mV时,电流密度达到35 mA·cm-2。且其质量活性为233.33 A/g,Tafel斜率为87 mV/dec。