随着经济社会的快速发展,人类对能源的需求日益增长。开发具有高效率低成本的清洁能源已经迫在眉睫。氢气由于具有能量密度大、热值高、来源广泛、清洁无污染等特点,被视为理想的化石燃料替代品。目前,电解水制氢是绿色制氢的最有效途径之一。水分解涉及阴极端的析氢反应（Hydroge evolution reaction（HER））和阳极端的相伴相生的析氧反应（Oxygen evolution reaction（OER））,然而其能耗仍然较高。因此开发稳定性好、价格低廉、催化活性高的HER和OER催化剂就成为工业产氢的关键技术瓶颈。本文旨在通过表面改性和纳米结构的构建研究过渡族金属基硫化物、硒化物催化剂以用于水分解制氢,并结合计算软件VASP来揭示其深层次的反应机理。（1）基于界面工程构筑Ni Co-BDC@Co Ni2S4二维薄片异质结界面复合结构。采用一步溶剂热法制备了包含Ni/Co的双金属MOFs结构Ni Co-BDC,通过将Ni Co-BDC局部硫化处理,制备Ni Co-BDC@Co Ni2S4复合结构催化剂,由于Ni和Co之间存在姜泰勒效应（John-Teller）,MOF多孔结构特点（比表面大）,及引入的Co Ni2S4的高电导率特性,有利于增强催化剂本征活性。基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算研究表明,Ni Co-BDC与Co Ni2S4形成的异质结界面,有效的促进了电子转移,进而优化了析氧反应中间含氧产物吸附能,提升了催化反应动力学。所制备的Ni Co-BDC@Co Ni2S4异质结构,10 m A cm-2的电流密度下析氧过电势为266 m V,低于大多数之前报道的Ni、Co基硫化物催化剂。采用这种将导电活性物质锚定在多孔金属有机框架（MOF）结构的策略有望进行扩展以提升其他催化反应动力学。（2）构建具有异质结界面的贵金属Ru与金属硒化物复合结构。通过水热法在泡沫镍上生长Ni Se纳米棒,利用Ni在低酸碱度Ru Cl3溶液中会被部分氧化,失去的电子会被转移到Ni Se上,Ru3+获得电子并在Ni Se表面还原为单质Ru的特性,在纳米棒表面均匀负载Ru团簇。在这种复合材料中,Ru和Ni Se对于HER和OER均具有高效的催化活性,并且具有较高的电导率,从而加速了催化反应过程中的电子转移效率。这种精细设计的纳米结构不仅能够暴露出更多的活性位点,而且稳定性良好。异质结界面的构建优化了电子分布和界面结构,使该复合材料整体的电催化性能得到了显著提高,并通过VASP软件计算Ru@Ni Se异质结构的差分电荷密度证实了这一点。对于Ru@Ni Se异质结构,HER和OER达到50 m A cm-2和10 m A cm-2的电流密度所需的过电势仅为49 m V和243 m V。将其分别作为阴极和阳极端进行电解水时,仅需1.53 V的电压即可达到10 m A cm-2的电流密度,且持续27小时测试后,性能无明显的衰减,优于商业的Pt/C||Ir O2与Pt/C||Ru O2电极对。本文所采用的方法工艺简单,成本相对低廉,制备出的材料均一,并结合密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算分析了催化反应动力学提升的内在机理,对开发高性能电解水催化剂具有借鉴意义。