氢气具有单位质量含能高、资源丰富、无毒无害等优点,是下一代最有希望的清洁能源。电解水是制备高纯氢气和氧气最简单有效的办法,水的电解分为阴极析氢反应（HER）和阳极析氧反应（OER）。铂基催化剂是析氢反应中最高效的,但铂是贵金属价格昂贵且储量有限,因而铂基催化剂的大面积应用受限。因此,开发高性能的非贵金属析氢催化剂是解决以上问题切实可行的方法。过渡金属催化剂由于储量丰富、价格低廉受到广泛的关注。其中钨及其化合物由于稳定性优异而备受关注。然而,钨基催化剂本征催化性能较低,本文拟通过钴掺杂来提高钨基催化剂性能进行研究。主要研究内容如下:（1）通过水热法在碳布上制备VIII族金属（Fe,Co,Ni）掺杂的WO₃纳米线,随后氮化处理得到掺杂的WN纳米线阵列。Co掺杂WN纳米阵列（Co/WN NWs）具有多孔结构,且Co均匀分布于WN纳米线。电催化性能显示在全pH范围内展现出优异HER性能,在碱性溶液中展示出151 mV(η₁₀)以及82 mV dec^-1的塔菲尔斜率,在酸性溶液中展示出209 mV以及92 mV dec^-1的塔菲尔斜率,以及优异的稳定性在20 h测试后电压保持99%。密度泛函理论（DFT）和态密度（DOS）计算证实,Co掺杂可以有效地降低W位点的d带中心,这是由于W到Co的电子传递,从而降低了H在Co/WN上的吸附能量。增强WN的性能主要归因于W的d带中心的调节以及Co的引入。（2）通过水热方法在碳布上生长氧化钨纳米线阵列以及钴原子掺杂的氧化钨纳米线阵列,然后在磷化氢气氛中磷化得到二磷化钨（WP₂）纳米线阵列以及Co掺杂的二磷化钨（Co/WP₂）纳米线阵列。研究结果表明,Co均匀分布在WP₂纳米阵列,并在全pH范围内明显提升WP₂的HER性能,在碱性溶液中展示出79 mV(η₁₀)以及52 mV dec^-1的塔菲尔斜率,在酸性溶液中展示出99 mV(η₁₀)以及61 mV dec^-1的塔菲尔斜率,长时间循环测试20 h,电压稳定保持了92%。分析结果表明Co进入WP₂晶格后,使得P表面电子云密度明显增加,进而增强了WP₂的HER性能。