在如今快速发展的社会中,能源成为控制社会发展的重要要素,控制了能源就掌握了社会发展的命脉。当今世界的能源结构主要以化石能源为主,核能、风能和太阳能等新型能源占比还较小。人类过度依赖化石能源,不仅导致诸多环境问题,诸如全球气候变暖,伴随而来的一系列连环环境问题,而且与可持续发展理念相悖。诸多能源中氢气是一种清洁且高效的能源,其中电解水是制约其广泛应用的关键技术,如何得到高效且稳定的催化剂成为研究的重点。值得注意的是,目前性能优异的催化剂以贵金属为主,OER催化剂有RuO2、IrO2,HER有Pt等贵金属,不能大规模应用的原因很多,主要是其数量稀少和价格高昂,所以发展廉价的电解水催化剂成为大规模应用的重要方法。通过水热合成ZnO纳米棒,随后对阳离子交换的Co离子浓度参数进行控制调节,锁定一个最优参数,成功合成Co掺杂ZnO催化剂。将它用于中性电解水,表现出优异的电化学性能和稳定性。对Co原料浓度这种参数进行研究,根据Co掺杂ZnO催化剂的结构使用Materials Studio软件进行建模,利用量子力学算法在VASP中进行计算后,得到它的具体电子结构和能带分布,仿真模拟的结果显示为双金属协同效应,这与实验结果相符合。通过控制Co原料浓度参数,可以实现对催化性能实现最优控制。同时通过水热合成过程,成功合成二维MoS2,将它用于电解水,表现出优异的电化学性能和稳定性。调控乙醇原料在溶液中的含量,可以实现1T相比例的控制,通过实验确定一个最优乙醇原料控制变量,实现对催化剂性能的最优控制。一方面相变通过调节电子结构激活惰性二硫化钼平面,从而优化对H原子的吸附,使得吸附能趋于零,让其既容易吸附又容易脱附。此外,相变能提高原始MoS2基面的导电性。结果,与惰性MoS2基面相比,60%1T/2H-MoS2在HER活性和反应动力学方面都取得了显著的改善。1T/2H-MoS2这种相结合的方式,既可以取得优异的催化性能,又可以获得稳定的催化效果。该研究MoS2相变提供了一种简单而有效的方法,对其他TMDs催化剂的合成具有指导意义。