为了解决全球能源危机和环境问题,大量的研究致力于探索可持续和清洁能源。氢气（H2）是一种生态环保性、可再生性的绿色可储存能源。众所周知,电解水被认为是制氢的最佳策略,然而由于水裂解动力学缓慢的性质,通常需要高效的电催化剂来降低高的过电位。贵金属基催化剂,特别是铂（Pt）,被认为是最活跃的析氢反应（HER）催化剂,但稀缺性和高成本严重限制了其大规模应用,因此,很有必要开发和设计非贵金属HER催化剂。近年来,过渡金属钼基纳米结构材料由于具有地球储量丰富、低成本、优异的催化性能等优点而受到了广泛的研究与应用。本论文设计并研究了三种钼基纳米结构材料作为HER催化剂,主要的研究工作如下:（1）以三氧化钼纳米棒为模板,在碱性介质中与多巴胺进行配位反应,然后进行两步连续热解,成功地制备了氮掺杂碳包覆的铜掺杂的碳化钼纳米管杂化材料（Cu/Mo2C@HTNC）。这种独特的多级结构可以有效地防止催化活性物质在热解过程中的聚集,从而有利于暴露更多的催化活性位点。此外,在热解过程中,铜箔可以直接形成单原子铜,作为掺杂剂被合成的Mo2C捕获,同时Cu也可以有效地调节Mo周围的电子密度和催化活性位点密度,以优化Mo-H键的强度。由于其独特的形貌和电子结构特征,Cu/Mo2C@HTNC在1 mol/L的氢氧化钾电解液中表现出较好的HER性能,即10 m A/cm~2的电流密度所对应的过电位为113 m V、Tafel斜率为55 m V/dec和优异的循环稳定性。（2）以ZIF-67作为活性自降解模板以及Co源,以钼酸铵作为钼源和刻蚀剂,以盐酸多巴胺作为配位体,以氨溶液为聚合引发剂,制备了由二维超薄纳米片构成的层级Mo2C/Co@NC纳米盒杂化物。研究表明钴纳米粒子被包裹在N掺杂多孔碳中,碳化钼纳米粒子均匀地嵌入在整个Co@NC纳米框架中。Mo2C/Co@NC纳米盒杂化物中碳化钼纳米粒子的引入可以有效地降低过电位,从而显著增强催化剂的HER活性。在1 mol/L的氢氧化钾电解液中,最优催化剂只需要89 m V的过电位就可以达到10 m A/cm~2的电流密度,其Tafel斜率为82m V/dec,并表现出优异的稳定性。（3）以三氧化钼和硫脲为原料,通过磷化-水热-退火构建了富含硫空位的MoxSy/Mo P2异质结构。研究表明,所制备的P-MoxSy/Mo P2-Ar/H2-900催化剂在1mol/L的氢氧化钾电解液中展现了最佳的HER活性,这与MoxSy/Mo P2异质结构的成功构建以及Mo S2基面上产生的硫空位有关,其中MoxSy/Mo P2异质结可以调节Mo S2的电子结构,从而降低氢的吸附自由能,同时,基面上硫空位的产生可以暴露更多的活性位点,以提高传质速率,促进HER催化性能。