由于日益增长的能源危机和环境问题，清洁能源技术已经受到越来越多的关注。水裂解和燃料电池被认为是解决这两个问题最有效且环保的方法。当前对于水裂解和燃料电池技术来说，主要的挑战是设计高效且花费低的催化剂来催化析氢反应（HER）和氧气还原反应（ORR）。贵金属Pt或Pt基催化剂已经展现出优秀的析氢和氧气还原催化活性，但是由于其价格昂贵、储量有限，很难应用于大规模的商业生产。而且，在碱性的ORR过程中，贵金属催化剂极为不稳定。所以发展一种储量丰富、制备简单，催化性能优异、价格低廉的催化剂就势在必行。MoSe2有着类石墨烯的层状结构，而且具有与Pt类似的电子结构，所以在催化领域已经引起了广泛的关注。然而导电性差、有限的活性位点等特点限制了其进一步的应用。而石墨烯的引入却完美的解决了这些问题，一方面能够增加材料的导电性，另一方面能够防止其团聚从而暴露更多的活性位点。
　　本文利用简单的一步水热法以Na2MoO4·2H2O为Mo源，Se粉作为Se源，N2H4·H2O为还原剂成功合成了过量Se掺杂的二硒化钼/氮掺杂石墨烯复合物（Se-MoSe2/NG）。通过调节Mo，Se的比例，得到当Mo∶Se=1∶4（Se-MoSe2/NG-4）时，材料的催化性能最好。然后利用扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM）等对其形貌进行表征；利用拉曼光谱（Raman）、X射线衍射光谱（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等对材料的组成和结构进行分析；最后利用电化学工作站（CHI760D），对材料的阻抗、电化学面积、析氢反应活性、氧气还原反应活性等参数进行测试分析。
　　根据SEM、TEM结果，可以明显看到纳米花状的MoSe2生长在N掺杂的rGO上。从元素图谱可以看到Mo，Se，C，N，O均匀分布在Se-MoSe2/NG。XPS结果进一步证明了N的成功掺杂。同时，根据计算也表明了Se的过量引入。在Raman图谱中，相对于MoSe2/NG，Se-MoSe2/NG的ID/IG比从1.1增加到1.3，说明了过量Se的掺杂能够引入更多的缺陷，同时也表明过量Se的成功引入。扫描电镜能谱（SEM-EDS）的原子含量分析也进一步证明了Se-MoSe2/NG-4的成功制备。
　　电化学析氢测试结果显示，酸性条件下Se-MoSe2/NG-4的起始电位仅为31mV，在电流密度为10mA/cm-2处的过电位为-0.11V。而且Tafel斜率为69mV/dec，说明该析氢反应过程是通过Vomel-Heyrovsky机制发生。同时，Se-MoSe2/NG-4展现出优异的稳定性，循环2000次之后电流密度仍能保持基本不变。这些结果都极为接近商业催化剂Pt/C。
　　氧气还原过程是利用旋转圆盘电极（RDE）进行测试，线性扫描伏安法（LSV）曲线结果表明，Se-MoSe2/NG-4有一个较低的半波电位0.78V，最为接近商业催化剂Pt/C。根据Koutecky-Levich（K-L）方程计算得出该反应是通过最有效的四电子途径发生。而且该材料还展现了优秀的稳定性以及抗甲醇特性。
　　总的来说，我们利用简单的一步水热法成功合成过量Se掺杂的二硒化钼复合的氮掺杂石墨烯Se-MoSe2/NG-4，该结构在析氢反应（HER）和氧气还原反应（ORR）方面都表现出良好的催化活性和优越的稳定性。使其在水裂解和燃料电池等可再生能源技术中有很大的应用前景。