传统的化石能源的储备量日益减少，同时化石能源的过量使用也带来了温室效应等环境问题，因此迫切需要开发环境友好的新能源以解决上述问题。氢气能量密度高且绿色环保，因而制备氢气以替代化石能源是一个潜在的可行方案。电催化分解水制氢是一种清洁无碳排放的有效方法，其中催化剂是决定催化制氢效率和成本的关键因素之一。金属铂等贵金属催化剂在以往的电解水制氢过程中被广泛采用，该类催化剂有着优异的电催化性能，但是它们的地球储量低，造价昂贵，间接提高了制氢成本，继而阻碍了氢能源的发展。因此，制备高催化性能，低成本的催化剂材料是实现大规模制氢的关键。二硫化钼具备接近于Pt的氢吸附自由能是一种潜在的理想制氢电催化剂。但单独二硫化钼材料导电性较差，活性位点暴露较少，限制了其固有催化性能的发挥。通过引入次级金属硫化物以进一步优化氢吸附自由能和合理调控催化剂的负载基底以暴露更多活性位点是大幅度提升二硫化钼类催化剂的有效途径。
　　基于以上分析，本论文以Waugh型多金属氧簇((NH4)4MnMo9O32，以下统一缩写为MnMo9）作为预组装平台（前驱体），发挥其可提供两种过渡金属源的优点。通过一步水热硫化的方法，将MnS-MoS2双金属催化剂分别原位耦合在泡沫镍和碳布上，制备了两种电极材料。这两种材料无需后续处理，可直接作为工作电极用于催化制氢，并具有优异的性能。具体研究内容如下:1.本文选取Waugh型多酸(MnMo9)作为金属源，硫脲作为硫源，泡沫镍作为基底，在24小时160℃的水热条件下，制备了电极材料MnS-MoS2-Nickel Foam。联合X-射线粉末衍射、X-射线光电子能谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等多种表征技术对材料的结构和形貌进行了系统的表征。在此基础上，利用循环伏安和线性扫描等电化学测试探索了反应时间、反应温度以及多酸与硫源的用量比例等因素对电极的电催化析氢性能的影响，并获得了最佳的实验条件。当在160℃的反应温度，24小时的反应时间以及多酸与硫脲的比例为2∶3的条件下，电极材料在1.0M KOH的碱性溶液中表现出了优异的电催化性质(在10mA cm-2的电流密度下对应的过电位仅为56mV，接近20％Pt/C的过电位35mV)。同时，催化反应前后的电镜测试、24小时的电流-时间测试以及1000圈循环伏安测试揭示了该电极在1.0M KOH的强碱性溶液中具有良好的稳定性。此外，还利用电化学阻抗和电化学活性面积测试方法对该电极具有优异催化性能的可能原因进行了探索。
　　2.运用上述的类似方法，更换基底材料为耐酸碱碳布，制备了电极材料MnS-MoS2-Carbon Cloth，并对其进行了系统的表征和电催化析氢性能测试。通过调变电极的基底材料从泡沫镍到碳布，实现了电极材料的稳定性（耐酸耐碱）和催化性能的全面提升。具体主要工作如下:在三种不同的pH环境下(0.5M H2SO4、1.0M PBS和1.0M KOH)，该材料均展现出了优异的催化性能和出色的稳定性。特别是在1.0M KOH的电解液条件下，电流密度为10mA cm-2时，该电极仅需要54mV的过电位。同时发现在50mA cm-2电流密度下电极所需要的过电位为175mV，接近20％Pt/C电极的过电位172mV，并且随着电流密度的继续增大电极材料所需要的过电位要逐渐小于20％Pt/C电极的过电位。