二维过渡金属碳/氮化物（MXenes）通常采用HF酸刻蚀其母体材料三元层状化合物MAX相中A位原子而得到,因其具有类似于石墨烯的结构特点,且具有较大的比表面积和高的载流子迁移率,并保持了体相材料的良好导电性,在吸附、催化以及储能等领域具有广泛应用前景而引起了人们的广泛关注。在利用强酸溶液从MAX相中选择性剥离A原子层制备MXenes的过程中,在其表面不可避免地会引入一些表面官能团,主要有-O,-F和-OH等,这些官能团会影响其在储能领域的相关性能。另外,MXenes是一种具有M-X-M型的三明治结构的层状化合物,在合成过程中容易形成金属空位或碳空位缺陷,而影响其作为锂离子（或钠离子）电池阳极材料的电化学性能。因此,本文采用第一性原理方法对MXenes:Ti₂N以及其衍生物的储氢性能和-S官能团和空位调控对MXenes:V₂C储锂（或储钠）性能的影响进行研究。首先,本文采用密度泛函理论研究了氮基MXenes:Ti₂N的储氢性能。在常温常压下,H₂分子以合适的吸附强度在Ti₂N表面完成吸附和解吸附过程。通过计算H原子或H₂分子吸附在Ti₂N表面上的吸附能、电荷转移和分子动力学模拟等,从而研究H₂分子在Ti₂N表面上的吸附稳定性和解吸附性能。在室温条件下,通过Kubas相互作用吸附的H₂分子可以发生吸附和解吸附行为,实现可逆储氢。特别地,纯相Ti₂N最大的储氢容量达到8.555 wt%,其中可逆储氢容量占3.422 wt%。此外,H₂分子仅在-OH官能团修饰的Ti₂N的表面上存在Kubas相互作用,其可逆储氢容量为2.656 wt%,而-O和-F官能团修饰的Ti₂N则显著限制了其储氢性能。因此,二维材料Ti₂N有望成为一种具有潜力的储氢材料,并在室温下实现可逆储氢。其次,本文采用第一性原理计算方法研究了-S官能团和空位调控对MXenes:V₂C作为锂离子（钠离子）电池阳极材料电化学性能的影响。通过计算Li⁺或Na⁺在V₂C和V₂CT₂（T=O和S）表面上的吸附能、电荷转移和扩散势垒等性能,结果表明Li⁺和Na⁺可以稳定吸附在其表面上,并且-S官能团替代-O官能团显著降低了Li⁺和Na⁺在其表面上的吸附强度和扩散势垒。另外,钒和碳空位极大地限制了Li⁺和Na⁺在V₂C和V₂CO₂表面上的扩散,而对V₂CS₂无影响,表明有无缺陷的单层V₂CS₂均可以作为一种良好的锂离子或钠离子电池阳极材料。其中,Li⁺和Na⁺在V₂CS₂表面上的储存容量均为301.12mAh/g,其中对应的Li⁺和Na⁺的开路电压分别是0.72 V和0.49 V。因此,-S官能团调控的V₂C可以作为一种良好的锂离子（或钠离子）电池阳极材料。综上所述,二维MXenes材料Ti₂N和Ti₂N（OH）₂可以作为一种性能良好的可逆储氢材料。同时,二维材料V₂CS₂可以作为一种具有高循环比率、传输速率快的锂离子（钠离子）电池阳极材料。