石墨烯由于其广阔的应用前景,在过去二十年成为纳米材料科学领域的研究热点。在对石墨烯进行广泛研究的同时,近年来,包括TMDs、MXene、g-C3N4在内的其它二维类石墨烯材料也引起了人们的极大研究兴趣,其中二硫化钼、磷烯等二维无机类石墨烯优异的析氢性能受到了普遍关注。据此,本文运用密度泛函理论研究了不同类石墨烯材料体系的基本物理化学性质以及其在电催化析氢上的应用。论文首先研究了2H相二硫化钼中硫空位浓度对其析氢活性的影响,空位工程被认为是改变电子结构改善催化活性的有效手段之一。在实验上有许多办法都可以产生二硫化钼的硫空位,使得里面的钼原子暴露。我们研究了在不同硫空位浓度下的缺陷二硫化钼的几何和电子结构,并将其用于析氢反应以研究其析氢活性。计算结果显示当空位浓度低于12.50%时,硫空位缺陷二硫化钼是较好的析氢电催化剂。其次考虑到具有较好电催化活性的硫空位缺陷二硫化钼的存储环境是在大气条件下,因此我们研究了不同浓度的缺陷二硫化钼与大气中四种主要空气分子（氮气、氧气、二氧化碳和水）的相互作用,然后将与空气分子作用后的二硫化钼用于析氢反应,研究其催化活性。结果显示缺陷二硫化钼容易与空气中的氧气分子反应,形成氧掺杂结构。而将氧掺杂结构的二硫化钼用于析氢反应,其电催化活性相较于原始的完美二硫化钼则有很大程度的提高。最后研究了共价功能化对磷烯的析氢活性的影响。磷烯的物理化学性质在各方面都表现出了优于石墨烯,但是磷烯在大气条件下不稳定,极容易降解,而共价功能化则是维持其结构稳定性的有效手段。我们研究了共价功能化后的磷烯的几何、电子结构以及其析氢催化活性。结果表明共价功能化后,尤其是共价官能团的覆盖率为8.33%时,其具有很好的电催化活性。