氢能,作为一种能量密度高、无污染的绿色能源,已成为我国乃至世界未来能源战略领域的重中之重。电解水制氢法由于其制备方法简单、制氢纯度高、制备过程无污染等优势而备受关注,但是该方法存在一个严重的缺陷,就是缺乏低成本、高效率的析氢反应（hydrogen evolution reaction,HER）电催化剂。在HER电催化剂方面,近年来出现了一种新型的二维（two-dimensional,2D）材料MXenes（过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物总称）,由于其具有极好的导电性、良好的亲水性、极大的比表面积、可调节的分子结构以及多样的化学组成等优势,在电解水制氢领域得到了广泛的关注。在本文的研究中,基于密度泛函理论（density functional theory,DFT）,研究了有序型双过渡金属碳氮化物M′2M″CNO2-MXenes材料的电催化析氢性能,探索了其HER电催化过程的内在机理并建立了相应的析氢催化描述符。主要内容包括:（1）本文基于DFT的第一性原理计算方法,研究了M′2M″CNO2-MXenes材料的结构特性、HER催化性能以及相应的稳定性。首先,基于单过渡金属碳氮化物M3CNO2-MXenes材料的结构模型,构建了“三明治”结构的M′2M″CNO2-MXenes材料模型,并进行了结构优化,进而计算了其C-side和N-side表面的氢吸附吉布斯自由能（ΔGH）,对其不同表面的HER电催化性能进行了表征。通过计算筛选,发现了11种HER催化活性甚至优于Pt的M′2M″CNO2-MXenes材料;通过对比M′2M″CNO2-MXenes材料与相应的M3CNO2-MXenes材料的HER催化活性,发现了有序型“三明治”结构的构建可以有效地改善M3CNO2-MXenes材料的HER电催化性能;通过表面H覆盖度影响和稳定性的分析,发现了Ti2Nb CNO2是一种HER活性高、催化位点多且稳定性高的析氢电催化剂。（2）探索MXenes基电催化材料相关性能的描述符,对表征其相应的催化性能以及解析其相应的催化机理具有重要的理论意义。本文通过对M′2M″CNO2-MXenes材料C-side和N-side表面H吸附细节的分析,明确了M′2M″CNO2-MXenes材料表面O终端基团在吸附H原子后会突出材料基面的HER催化机理。基于此,本文探索了O结合能和O空位形成能作为M′2M″CNO2-MXenes材料HER电催化描述符的可行性。结果表明,O空位形成能即可以很好地拟合M′2M″CNO2-MXenes材料的HER活性趋势,又能较好地描述其HER催化过程的内在机理,是一种简单且方便地筛选M′2M″CNO2-MXenes材料电催化析氢性能的描述符。