全球环境和能源问题与每个人的命运息息相关。地球上的绝大部分能量都来自太阳。氢能作为可再生清洁能源中的一种,具有能量密度高,来源广,使用过程零碳排放等优点,拥有替代传统化石燃料的潜力。电催化分解水制氢因其原料来源广泛、效率高的特点,被认为是最有前途的绿色制氢方法之一。全世界新能源技术的蓬勃发展,为电解水制氢奠定了良好的基础。利用新能源技术产生的电能,然后通过电催化分解水制氢,可以有效地解决能源问题;半导体材料在光的作用下将光能转化为化学能,促进有机物质的合成和分解,这种技术被称为光催化技术,是一种经济,清洁且安全的技术。通过光催化技术直接利用太阳能作为驱动能源降解有机污染物,可以有效地解决水污染等环境问题。因此,探索高性能、低成本的光催化/电催化材料对解决全球环境和能源问题具有重要意义。对于电催化分解水制氢而言,铂基材料是目前性能最好的HER电催化剂。但贵金属铂价格高昂、储量稀少。这限制了其大规模的商业应用。开发低成本、高性能且稳定的非贵金属电催化剂是实现大规模电催化制氢的必然要求。而过渡金属基复合材料有很大可能取代现有的昂贵金属基电催化剂,实现电催化制氢实际应用;过渡金属基复合材料也同样被广泛的应用于光催化领域。其中Zn O作为n型宽带隙半导体具有环保、无毒、成本低、资源丰富和优异发光电特性如宽带隙（3.37 e V）、较大的激子结合能（60 me V）的优点被广泛应用于光催化领域。同时,它制备简单,形貌丰富,热稳定性好,是一种理想的光催化剂研究材料。因此,本文根据过渡金属的性质设计合成了三种不同的过渡金属基复合材料并用于电催化析氢或光催化降解有机污染物的研究。主要的研究结果分为以下三个部分:1.本文采用水热法合成了Mo S2负载在铒基金属有机框架的复合材料（Er-MOF/Mo S2）。采用XRD、SEM和XPS手段对合成样品的相关物理特性进行了表征,采用LSV、CV、EIS、i-t法测试Er-MOF/Mo S2相关电催化的性能。实验研究表明,Er-MOF/Mo S2在酸性介质中表现出良好的HER活性,在10 m A·cm-2电流密度下过电位低至234 m V,Tafel斜率低至55.9 m V·dec-1。Mo S2复合稀土金属基有机框架材料的制备策略提升了Mo S2材料的导电性且更多的暴露了活性位点,为制备高性能Mo S2基电催化剂提供了一种新颖而有效的解决方案。2.本文通过将水热法制备的海胆状钴镍前驱体磷化合成了Ni Co P微球。Ni Co P微球显示出良好的催化活性,当过电位为87.2 m V和219.2 m V时产生的电流密度分别为10 m A·cm-2和100 m A·cm-2。其优越的电催化活性主要归因于:（1）表面均匀和分散良好的纳米Ni Co P颗粒有利于电子传输,且暴露出更多活性位点,有利于气体的吸附和脱附,从而具有优异的HER催化性能。（2）Ni Co P中Ni元素的引入增强了Co P的内在催化活性,为Co P提供更多的活性位点和高ECSA。（3）通过Ni源引入的Ni Co P相提升了Co P的导电性。本研究验证了金属磷化物作为HER催化剂的可行性。3.本文用水热法成功合成了纯度高、结晶度好的三种Zn O材料包括:花状Zn O、棒状Zn O和Ag/Zn O,并对样品在紫外光作用下进行光催化降解有机污染物的测试。以柠檬酸为络合剂,调节Zn O的形貌。研究Zn O的形貌和粒径对光催化性能的影响。在Zn O中加入不同量的Ag,研究Ag掺杂量对光催化效率的影响。PL（光致发光）结果表明,Ag的加入提高了Zn O的电子-空穴分离效率,有利于光催化,5%Ag/Zn O的光催化效果最好。当光照70 min时,其降解率达到95.3%。而花状Zn O和棒状Zn O的降解速率差异不大。Ag掺杂Zn O,为提高Zn O基光催化剂提供了一种切实而有效的解决方案。