随着能源短缺和环境问题的日益加剧,促使在未来战略发展中迫切需要开发可再生和可持续的能源。其中氢具有高效、清洁和生态友好的特点,可以发挥重要作用。制氢技术中,特别是电解水被认为是可持续生产氢气而不产生任何有害副产物的最合适途径之一。电解水包括析氢反应（HER）和析氧反应（OER）两个半反应,但高的过电位限制了电催化水分解的实际应用。尽管铂、钌和铱及其化合物是目前最先进的电解水催化剂,然而因稀缺性和高成本严重阻碍了其大规模的商业应用。因此,制备一种低成本、高效率和高稳定性的优良电解水催化剂至关重要。过渡金属基材料由于独特的电子结构和优异的物理性能使它们越来越受到关注。此外,研究表明,构建明确的三维（3D）异质结构是提高催化剂在HER/OER性能的有效方法。而金属有机框架（MOFs）由于组成均匀和结构可调,是制备三维纳米结构材料的理想模板。在此,本文以MOFs为模板,通过溶解-再生等过程制备得到了具有三维异质结构的三种过渡金属纳米复合材料,并研究了其电化学催化活性,主要工作如下:（1）以MOFs作为模板,通过溶解-再生长和随后的磷化过程制备了一系列Co P·x Co Mo P异质结构纳米笼（Co P·x Co Mo P NCs）。Co P·x Co Mo P的3D结构由Co P和Co Mo P相组成的异质结构纳米薄片构成。通过控制Co和Mo的最佳原子比为6:5时,Co P·5Co Mo P NC催化剂在1.0 M KOH溶液中,10 m A cm-2的电流密度处的过电位为72 m V,对应的塔菲尔斜率（Tafel斜率）为60.3m V dec-1。在0.5 M H2SO4和1.0 M磷酸盐缓冲（PBS）溶液中相同的电流输出分别需要44 m V,151 m V的过电势。Co P·5Co Mo P NC出色的HER活性可与已报道的许多不含贵金属的HER电催化剂相媲美甚至更好。此外,Co P·5Co Mo P NC催化剂在全p H范围内也表现出相当高的HER稳定性。3D Co P·5Co Mo P异质结构催化剂一种高效且低成本的催化剂,有望在全p H范围内用于水分解装置。（2）采用沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIF-67）为模板,经溶解-再生,高温退火和随后的液相硫化一系列过程,成功设计了一种Ni Co2S4@Mo S2异质结构的多孔纳米笼催化剂（Ni Co2S4@Mo S2 NCs）。Ni Co2S4颗粒外部包裹着几层Mo S2,形成核壳异质结构。通过Ni Co2S4和Mo S2之间的协同效应,Ni Co2S4@Mo S2 NCs在碱性溶液中对HER和OER均表现出较高的催化活性。在1 M KOH电解液中,10 m A cm-2电流密度处HER的过电位为109 m V,对应的Tafel斜率为67.3 m V dec-1。在相同的电解液中,10 m A cm-2电流密度处的OER过电位为237 m V,Tafel斜率为77.2 m V dec-1。此外,电催化剂还可以作为电解槽的阴极和阳极,在电池电压为1.67 V时电流密度可达50 m A cm-2,且呈现较好的稳定性。本研究为合理设计和制备高效经济的电解水催化剂开辟了新的途径。（3）以沸石咪唑酯骨架为模板,采用溶解-再生、气相硒化和退火的方法,在泡沫镍基底上制备得到了Mo Se2/Co0.85Se异质结构的多孔中空纳米盘阵列(Mo Se2/Co0.85Se/NF)。Mo Se2/Co0.85Se的异质结构是由Co0.85Se纳米粒子包覆多层Mo Se2层组成,这些核-壳层相互连接,被碳网包裹。Mo Se2/Co0.85Se异质结构的3D构架使其在碱性溶液中,HER/OER活性和耐久性显著提高。当电流密度为10 m A cm-2时,OER需要229 m V的过电位,相应的Tafel斜率仅为48 m V dec-1。对于HER过电位为102 m V,Tafel斜率为35 m V dec-1。此外,长期极化24 h后,Mo Se2/Co0.85Se/NF的HER和OER活性保持不变。在实际应用中,使用Mo Se2/Co0.85Se/NF组装的电解槽可以在1.64 V的电池电压下进行水分解,并在100 m A cm-2电流密度处保持24 h,这可以与大多数报道的过渡金属催化剂相媲美,具有广阔的应用前景。