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过渡金属硫属化合物由于其丰富的化学组成与独特的电子结构引起了人们的广泛关注,其物理化学性质的多样性及带隙的可调性使得其在电子/光电子学、催化、能源存储、生物医学和传感器等多领域都具有广泛的应用前景。过渡金属硫属化合物另一广受欢迎的原因是其电子结构与性质的充分可调性,缺陷、掺杂、插层、构建异质/复合结构等手段都可以使其结构发生变化并引起多方面性能的改变。在过渡金属硫属化合物中,铼基硫属化合物(ReS2和ReSe2)由于其不同于钼钨硫属化合物的原子堆积方式而表现出更强的各向异性性质和更加优异的导电性,因此,在近年来在理论与技术方面都获得了广泛关注。本文旨在以低维铼基硫属化合物为基础模型,通过多种手段对其电子结构进行调控,并研究调控结果对其在电催化、电容器、气敏等方面性能的影响,探索电子结构变化与化学反应过程电荷传输之间的调控关系,也为过渡金属硫属化合物的电子结构调控设计与性能优化提供思路指导与方向指引。本论文主要包括以下几个方面的内容:1.发展了富含硒空位的寡层1T’相硒化铼纳米片(ReSe2-x)的液相合成方法。通过一锅热液法和前驱源比例调节硒空位含量的方法,实现了ReSe2-x纳米片结构的快速制备,硒空位诱导的电子结构变化使得纳米片具有相对于非缺陷结构更加优异的电催化析氢(HER)活性。HRTEM、Raman、PL、EPR、EDX、ICP-AES等表征表明ReSe2-x纳米片为三斜相结构,由含有Se空位的1～3个Se-Re-Se分子层的纳米片组成,高分辨的SRPES和UPS以及理论计算结果显示Se空位引起了硒化铼能带结构的改变,电化学测试证明Se空位的引入有效增加了纳米结构的孔体积和活性位点数量,因而其HER活性获得显著提升。ReSe2-x纳米片电极在达到10和100 mA cm-2的电流密度时仅分别需要102和249 mV的过电位,并且在250 mV过电位下100 mA cm-2的大电流密度能够保持长时间的稳定。2.发展设计了 ReS2/SnS2纳米复合结构的液相合成途径,实现了 ReS2纳米片均匀分散结构的制备。SEM与TEM显示复合物为多级片状结构,XPS和UPS分析表明异质结构中电子由SnS2转移至ReS2中。异质结构的构建提高了材料的比表面积,1T’相ReS2组分有效改善了复合结构的导电性能,促进了电化学过程中的电荷传输,因而ReS2/SnS2纳米复合结构在电容测试中表现出比单一组分更加优异的电容性能;异质结构中的电子转移促进了气敏检测过程中材料表面的分子吸附与反应,且多级结构形貌也为气体的有效扩散与吸附提供了大量的通道和活性位点,因此ReS2/SnS2纳米复合结构表现出检测NO的高灵敏度。3.发展了ReSe2-x/Pt纳米复合结构的一锅制备方法。在缺陷调控硒化铼电子结构的基础上,沿用热注入的方法,通过液相原位热解法建立了ReSe2-x/Pt纳米复合结构,进一步提高了缺陷态硒化铼的催化活性。XPS和UPS分析表明异质结构中电子由Pt组分转移至ReSe2-x中。电子转移作用使ReSe2-x纳米片的表面形成负的具有高导电性的空间电荷层,在酸性溶液HER的过程中能够促进其对溶液中氢离子的吸附及转化,TOF计算表明ReSe2-x/Pt纳米复合结构单个活性位点的反应活性明显高于ReSe2-x纳米片。结合ReSe2-x的良好导电性及Pt组分本身优异的HER性能,Pt含量为12%的ReSe2-x/Pt纳米复合结构表现出接近于20%Pt/C催化剂的活性。ReSe2-x/Pt纳米复合结构在达到10和100 mA cm-2的电流密度时仅分别需要的过电位为48和139 mV,并且在大电流密度下长时间连续工作仍然可以保持催化活性与材料结构的稳定性。