进入21世纪,世界经济的快速发展导致了化石能源的短缺和环境污染问题的持续存在。而氢能作为一种高能量密度和可持续清洁能源,是未来替代化石能源潜在的解决方案。其中,电解催化水分解析氢反应（HER）,是氢能产和转换的一种有效的方式。二维（2D）MoS2作为HER用电催化剂,由于其独特的结构和极高的表面积而得到了广泛的研究。然而,由于不饱和配位S原子主要存在于基面边缘,很少存在于惰性基面,从而导致活性位点含量较低。进而,严重影响了2D MoS2纳米片结构的催化活性。因此,针对MoS2催化剂,工程结构设计暴露更多的活性位点有望显著提高其电催化HER性能。然而,合理可控的调制活性位点目前仍然十分有限。因此,我们从钼基纳米结构催化剂具有多种相结构和多价态出发,基于其独特的理化性质,如大的比表面积、易于表面改性和良好的近红外光热转换效率等。设计制备三维（3D）整体式泡沫金属载体Mo基双金属电催化剂,进而调控价电子结构和提高暴露的活性位点,为获得低成本、稳定高效耐久性Mo基HER电催化剂提供了一种有效的方法。主要内容如下:（1）3D球状Mo-Ni-S/NF纳米线阵列异质结构电催化剂的制备和全解水性能研究。采用低温快速冷却的方法,使部分泡沫镍硫化的MoNiS纳米片表面更多的硫溢出,最终获得Mo-Ni-S/NF球状纳米线异质结构。随后,合成的3D Mo-Ni-S/NF 催化剂在 1.0 M KOH 溶液 10 mA·cm-2下,Mo-Ni-S/NF HER 性能的过电位仅为37mV,塔菲尔斜率较小（52.5 mV.dec-1）,并且其催化性能超过10wt%的Pt/C催化剂。OER性能在10 mA cm-2处的过电位为170 mV,塔菲尔斜率同样较小（82.1 mV·dec-1）可媲美于商业RuO2（86.3 mV.dec-1）催化剂。根据密度泛函理论（DFT）计算,将Mo原子取代部分Ni原子后,能够降低反应过程中吸附自由氢的吉布斯自由能,从而较好的提高HER的催化活性。这种通过调控冷却温度和时间来制备不同形貌结构的Mo-Ni-S/NF,既能提供大量的活性位点来改善催化制氢性能,又可作为机械支撑载体来适应体积变化。通过控制冷却温度及冷却时间及钼掺杂诱导的新方法,引入第二种金属掺杂同时促使冷却过程中更多硫的溢出而产生大量的硫边缘缺陷进一步提高了催化剂的性能,并且可广泛应用于催化剂改性。（2）Ni-MoS2/NF纳米片催化剂用于高效HER活性研究。我们由水热合成的二硫化钼球状纳米片作为前驱体,经低温超声还原处理后获得Ni-MoS2/NF高活性的非贵金属HER催化剂。Ni和Mo相互作用,形成稳定的纳米片结构,且可以通过改变水热合成的温度控制前驱体纳米片厚度,获得稳定结构易剥离的材料。Ni和Mo的金属间相互作用以及水合肼还原诱导硫缺陷的产生还可以调节催化剂电子结构改善催化活性,在大电流下优于10%商业Pt/C的性能。水合肼还原及过渡金属调节催化剂的结构和性质的方法可以广泛应用到其他催化剂的改性中。综上所述,本文由泡沫镍作为自支撑载体及镍源,与四水合七钼酸铵和硫脲分子前驱体,采用水热低温快速冷却,合成一系列不同形貌结构的整体式过渡双金属钼镍硫化物催化剂,其球状纳米线阵列结构和花状纳米片结构能够分别从线和面两种结构形貌出发,提供大的活性线面边缘位点,空位和快的传质速率,表现出优异的HER和OER性能。本文提出的方法可以扩展到其他金属基钼硫化物材料的合成,为获取多种类、多种结构的金属钼硫化物,为应用于可持续清洁能源储存和转化提供有效的途径和技术支持。