钼元素是一种过渡金属元素,在地球中储量丰富。随着二维材料研究的兴起,二硫化钼、三氧化钼等钼基二维材料因其独特的物理化学性质受到了广泛的研究关注。例如二维层状硫化钼其层状边缘具有较高的电催化析氢活性,在作为电解水制氢催化剂方面有很大的应用前景。氧化钼材料因其稳定的物理结构和特殊的带隙结构,在能源存储以及能源转换领域具有极高的应用潜力。尽管这两种材料成本低廉、性能突出,有着很好的应用前景,但是仍存在一定的局限性,例如硫化钼单个活性位点催化活性较低,氧化钼的导电性较差,这些不足限制了他们的进一步应用。基于此,本文分别对硫化钼与氧化钼等钼基材料进行了调控,提升了两种材料在各自领域的应用性能。主要内容如下:（1）一步法制备单原子铜掺杂的1T金属相缺陷硫化钼及其在电催化析氢领域的应用在此工作中,通过利用简单的一步水热合成方法,制备出了单原子Cu掺杂的金属1T相Mo S₂,该Mo S₂具有超薄的片层结构并含有大量的缺陷,展现出了优异的电催化析氢效果。随后探究确定了Cu元素的最佳负载量以及整个反应进行的机理,并最终将材料所具备的优异析氢性能归因为以下几点,首先是1T相的存在提高了体系的导电性。其次是单原子Cu的掺杂可以提高Mo S₂的表面电子浓度,使得单个催化活性位点的催化活性增强。最后是缺陷的存在使得催化活性位点进一步增多,在这三者的协同作用下,该法制备的Cu@Mo S₂的电催化析氢性能有了大幅的增强,其优异的性能表现缩小了非贵金属催化剂与传统贵金属催化剂在电解水析氢方面的差距,为非贵金属析氢催化剂的性能改进提供了新的解决思路。（2）原位刻蚀法制备Mo O@MXene复合材料及其应用研究在此工作中,我们设计了一种全新的MXene刻蚀方法,在实现MXene刻蚀的同时将Mo O³⁺负载到了MXene上,制备了Mo O@MXene材料。这种MXene制备方法不涉及任何强酸等危险物质,相比传统刻蚀方法极大增强了制备的安全性。此外Mo O³⁺对MXene材料还起到了一定的保护作用,减缓了MXene材料的氧化。随后将材料进行了电催化氮还原测试和光热转换测试以探究其应用性能。在电催化氮还原测试中,由于Mo元素的加入,样品展现出了提升的电催化氮还原效果。在光热转换测试中,样品因离子插层和表面电荷转移的影响,在近红外区域表现出了局部等离子共振效应,使得样品光热转换能力得以增强,预示着样品在光热转换领域具有一定的应用潜力。（3）非晶Mo O_3-x@MXene异质结材料的制备及其储锂性能研究在此工作中,通过对上一章制备得到的Mo O@MXene进行高温处理,在高温处理过程中将Mo O³⁺进行氧化,得到了非晶缺陷Mo O_3-x负载的MXene异质结Mo O_3-x@MXene。随后研究发现氧缺陷的存在可以对构成异质结的Mo O_3-x和MXene两组分都起到一定的稳定作用。而后我们针对样品进行了锂离子电池性能测试,样品在锂离子电池负极测试中展现出了极高的库伦效率、优异的循环性能和更低的氧化还原电位,储能性能优异。这些都归因于缺陷氧化钼的负载以及稳定异质结结构的存在,我们制备的这种异质结结构为氧化钼电极材料的性能提升提供了一种新的解决思路。