科学技术的进步推动了全球经济化和工业化的发展，对能源的需求也持续增长。化石燃料等传统能源储产比逐年降低并且还会带来环境问题，因而绿色新能源和清洁技术的开发利用已备受关注。其中，氢能由于燃烧热值高于传统能源，燃烧产物只有水，而且还可以通过化学能向电能转变的方式为燃料电池提供动力保证，被认为在未来的能源格局中将扮演重要角色。
　　电解水制氢技术由于具有原料易得、产品纯度高和操作简便等优点，被认为是未来通向氢经济的最佳途径。然而，由于析氢反应(HER)存在着较为严重的阴极极化现象，析氢过电势较高，电解水工业能耗较大，并不适合大规模生产。当前的HER催化剂主要是Pt、Pd等贵金属，但它们的稀缺性和高成本极大地限制了可扩展利用率。因此，寻找丰富、高效的催化剂对未来的氢经济具有重要意义。过渡金属硫化物由于良好的催化活性受到广泛关注，然而其性能还有待于进一步提高，本研究主要围绕提高过渡金属硫化物的HER催化活性开展了以下工作：
　　(1)通过一步溶剂热法制备了一维核-壳Te@NiTe2和二维NiS纳米片的复合材料Te@NiTe2/NiS，利用不同催化剂间界面的构建提高硫化物的HER催化性能。在材料的制备中，分别选择四水合醋酸镍、硫代乙酰胺和碲纳米线作为镍源、硫源和碲源，其中碲纳米线还充当碲化镍形成一维结构的模板。NiTe2和NiS之间界面的构建，改变了NiTe2和NiS两者的电子结构，使得复合材料的电导率更高，电化学活性面积更大，其HER催化活性高于单一的NiS和Te@NiTe2。此外，还通过与乙炔黑物理复合，进一步提高了Te@NiTe2/NiS的活性。在碱性介质中，Te@NiTe2/NiS/AB复合材料在10mA/cm2的电流密度处的过电位仅为101mV，当过电位大于0.37V时，其电流密度甚至高于商用Pt/C。高催化活性、良好的长期稳定性和低成本使得Te@NiTe2/NiS/AB成为碱性介质中非贵金属HER催化剂的良好选择。
　　(2)通过水热法在泡沫镍表面原位生长纳米线状的镍钴氢氧化物，首先对其进行硫化，然后再进行磷化处理，制备了NiCo硫化物与NiCo磷化物共存的复合材料(NiCo-SP)，同时利用界面的构建和金属掺杂的思路提高硫化物的HER催化活性。通过对硫化时间和磷化温度等条件进行优化，得到了析氢性能最佳的NiCo-SP复合材料。经过XRD、SEM、TEM、XPS等一系列的表征，NiCo-SP/NF的最终组成为NiS、NiS2和CoP2共存。NiCo-SP/NF在碱性介质中表现出良好的HER性能，具有低过电势和Tafel斜率。此外，本研究还发现NiCo-SP/NF还具有良好的全解水性能，在低至1.35V的电位下可使催化电流密度达到10mA/cm2，且在持续电解120小时后没有明显的衰减，这表明所制得的复合材料NiCo-SP/NF具有良好的实用性。
　　(3)通过水热法合成镍钴纳米阵列，在管式炉中进行硫化后制得硫化物，将其在植酸钠溶液中进行搅拌以吸附磷酸根，研究磷酸根对硫化物析氢催化性能的影响。在研究中，我们对吸附时间和植酸钠起始浓度进行了优化，并且与搅拌相同时间但不加植酸钠时的性能进行了对比。研究表明磷酸根的吸附可以提高硫化物的析氢催化性能。为了进一步提高材料的性能，我们也在泡沫镍上原位制备了相应的硫化物。该硫化物在最佳条件下吸附磷酸根后，在电流密度为10mA/cm2处的过电位降低了45mV，并且具有良好的电化学稳定性。通过在过渡金属硫化物表面吸附磷酸根，为制备高效HER电催化剂提供了一种新的策略。