氢气具有高热值、清洁可再生的特点,是一种非常有前景的能量载体。在众多制氢技术中,电催化裂解水制氢具有产品纯度高、无二次污染的优点,且其原材料水资源含量丰富,因而备受关注。在电解水过程中需要用到催化剂来降低析氢反应中的动态过电位,Pt等贵金属是目前已知过电位最低的催化剂,但是其稀有性和昂贵的价格限制了其大规模的应用。因此,开发催化效率高、地球储量丰富的非贵金属电解水催化剂是实现氢气作为主要能源的关键问题。在众多催化剂中,硫化钼（MoS₂）具有优异的理论催化活性,但其低导电性和催化活性位点密度低的特性导致实际催化性能与理论值相差巨大。镍基硒化物和硫化物有良好的导电性、化学稳定性、较高的理论比电容和较高的电催化活性。为了进一步提高MoS₂的催化性能,本文采用水热法,以泡沫镍（Nickel foam）为衬底,在其上制备了具有高导电性和高化学稳定性的镍基化合物纳米结构,以此为基础,在其上负载MoS₂,制备镍基化合物/MoS₂核壳纳米结构,系统研究了复合材料的成分、形貌及微结构特征,通过电化学测试研究了所制备材料的电催化析氢行为,重点揭示了复合材料结构对其析氢性能的影响机制。主要研究内容及结果如下:采用水热法,选用Se粉/乙二胺和Se粉/NaBH₄两种制备方法,在泡沫镍上合成了不同成分和形貌结构的硒镍化合物,并研究了反应时间和反应溶液中Se粉的浓度、水热反应温度等工艺参数对产物的成分、形貌和微结构特征及其对电催化析氢行为的影响机制。研究证明,采用Se粉/乙二胺方法,其产物为多晶的菱方晶系三维树状Ni₃Se₂纳米结构,纳米树的树干长度约为5μm,树枝上的叶状的纳米结构的平均长度约为140 nm,随反应时间延长,纳米树树干和树枝的长度无明显变化,树枝的直径逐渐变大。采用Se粉/NaBH₄方法,其产物为以单晶菱方晶系Ni₃Se₂纳米线为核心,表面覆盖有六方NiSe超薄纳米片的核壳纳米结构,研究发现,随着生长前驱体中Se浓度的升高,Ni₃Se₂/NiSe核壳纳米线覆盖面积增加,纳米线直径增大;随着反应温度的升高,纳米线直径减小。三维树状结构和核壳结构均能够增加催化剂的比表面积,从而增加活性位点,提高其催化性能。采用一步水热法,以硫代乙酰胺为硫源、钼酸钠为钼源,以NF基底自身为镍源,合成了网状的Ni₃S₂/MoS₂核壳结构纳米线。核壳结构核为为沿[220]方向生长的菱方晶系Ni₃S₂,其直径约100 nm,壳层为六方相的MoS₂纳米片,纳米片的直径约为40 nm。其中Ni₃S₂具有良好的导电性,能够有效降低核壳结构的电荷转移电阻;纳米线表面大量的片状MoS₂能够充分暴露出其边缘的活性位点,提高其电催化析氢性能。通过两步水热法,合成了Ni₃Se₂/MoS₂三维树枝状核壳纳米结构,同时泡沫镍衬底在硫代乙酰胺的作用下,其表层被硫化为致密的Ni₃S₂。在Ni₃Se₂表面得到了具有单层结构的1T-2H混合MoS₂纳米片,相比于2H相,1T-2H混合MoS₂的导电性更加优异,具有更高的催化性能。N₂吸脱附测试表明,核壳纳米结构增加了材料的比表面积,能够提供更大的ECSA;衬底NF和所得到的Ni₃S₂、Ni₃Se₂具有良好的导电性,能够有效降低催化剂的电荷转移电阻,该结构在电化学测试中表现出良好的析氢性能。另外,由于NF表面覆盖了致密的Ni₃S₂,能够在一定程度上阻止酸性电解质对基底NF的腐蚀,使催化剂在酸性条件下也表现出了良好的稳定性。