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氢气作为一种广受关注的清洁能源载体,燃烧热值大、无污染。电解水是一种有效的制备氢气的途径。电解水催化活性最高的催化剂都是贵金属和它的氧化物,比如阳极使用IrO2和RuO2,阴极使用Pt或者Pt/C,这些贵金属基催化剂稀有昂贵,限制了它们的大规模应用,所以迫切需要研究一种廉价、活性高以及稳定性高的催化剂。另一种制备高纯度氢气的方法是光解水,其具有不消耗能源的优点,但它也具有光电流小,催化缓慢的缺点。将两种方式结合可以达到减少能源消耗,增强电催化活性的效果。在众多催化剂中镍基催化剂是一种极有希望的催化剂。本论文设计镍基催化剂必须遵循活性位点多、导电性好、多功能性、结构稳定性强的原则。自模板法可以有效地控制分级纳米结构的形貌,制备出复杂的纳米分级结构。首先本论文以MoO3纳米棒作为自模板合成了MoO3@Ni（OH）2分级核壳结构纳米管。其次本论文通过水热法制备出了Ni1-xCox甘油盐实心球模板,将实心球模板在水溶液中高温水解之后得到Ni1-xCox蛋黄蛋壳羟基氧化物前驱物。在此基础上将这些前驱物进行后续处理得到理想的催化剂。将MoO3@Ni（OH）2分级核壳结构纳米管在空气中退火得到了NiMoO4中空分级纳米管,它的比表面积高达128.5 m2 g-1。由于具有分级结构和活性位点多的特点,NiMoO4中空分级纳米管具有较强的电催化析氧以及光辅助电催化析氧性能。在制备NiMoO4中空分级纳米管前驱物的过程中引入钴源,制备了CoMoO4-NiMoO4中空分级纳米管,结果表明其比NiMoO4中空分级纳米管具有更大的比表面积,其比表面积为186.7 m2 g-1。电化学测试表明,电流密度达到10 mA cm-2时,该催化剂仅需300mV,优于NiMoO4中空分级纳米管。同时,在光照后电催化性能有明显地增益。以NiMoO4中空分级纳米管作为前驱物,在氨气气氛下退火就得到了NiMoN中空分级纳米管。相比于前两种钼酸盐催化剂,NiMoN中空分级纳米管具有优异的双功能催化特性,其中NiMoN-550析氧析氢在电流密度10 mA cm-2的过电势分别为295 mV和89 mV。该催化剂可作为双功能催化剂进行全水解,在电流密度10 mA cm-2所需的电压为1.596 V。同时,其在紫外可见光区间具有很强的吸收,光照之后其电催化活性得到了提高。以MoO3@Ni（OH）2分级核壳结构纳米管为前驱物,采用室温搅拌方法,引入Fe原子,再进行氮化处理得到Ni-Fe-MoN中空分级纳米管。电化学测试表明析氧析氢在10mA cm-2的过电势分别为228 mV和55 mV,双电极电压为1.513 V。同时,在光辅助的条件下,其电催化析氢析氧活性都得到了增益。此外,球状的结构更加的坚固稳定,以Ni1-xCox蛋黄蛋壳羟基氧化物前驱物磷化制备了Ni1-xCox-P蛋黄蛋壳分级多孔微米球。电化学测试表明,其具有比单金属磷化物更优异的催化活性。除了优异的电催化活性,其对于紫外可见光具有强烈的吸收,因此在光辅助的条件下,电催化增益明显。