电催化剂在水裂解制氢过程中起着重要作用,单原子催化剂（SACs）以其最大的原子利用率和优异的催化活性使其在该研究领域备受关注。二维（2D）材料因其大的表面积比和有效的电荷传输渠道,被认为是SACs的理想载体候选材料之一。一氧化锡（Sn O）是一种具有双极半导体特性的硫族化合物,它以Sn-O-Sn序列形成的层状结构在[0 0 1]晶向上堆叠,层间具有弱偶极-偶极范德华相互作用,其中两个Sn原子的5s轨道的电子由于不参与键合,而构成一对指向层间间距的孤立电子对,因而选取2D Sn O作为SACs载体将会出现一些新奇特性,具有重要研究意义。本文以此为动机,利用过渡金属（TM）单原子来调控Sn O的电子结构,并对其在电解水析氢反应（HER）中的催化性能进行了探索。主要内容归纳如下:（1）利用第一性原理方法计算研究了TM SACs在2D Sn O纳米片上的HER性能。在所考虑的TM（TM=V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Pt）原子中,发现V、Fe、Co、Ni、Cu和Pt可以有效地提高Sn O的催化活性。更重要的是,低成本的Co元素的吉布斯自由能低至～0.015 e V,表现出良好的催化性能。Co-SAC的理论交换电流密度可达～10-16 A/site。激发HER活性主要是通过Sn O表面上TM和Sn原子之间的d-d杂化来促进的,这在费米能级附近引入了新的电子态。TM-SACs对Sn O纳米片的影响是复杂且多样的,其有望能够成为潜在的高效HER电催化剂。（2）对TM（TM=Fe、Co、Ni和Cu）原子在二维Sn O单层膜上的HER活性进行了深入探究,发现低成本的TM-SACs可以在较宽的p H范围内表现出较高的催化性能。尤其是Co-SAC表现良好,其在酸性或碱性环境中都具有较高的活性,与贵金属Pt相比具有较强竞争力。HER活性与费米能级附近电子态的增强有关。该研究为低成本TM-SACs在全p H范围中的应用提供了理论支持,开辟了SACs新的设计和应用思路。（3）由于Sn O中存在着不可避免的氧空位,因此本工作还探究了O空位对TM@Sn O的影响。对TM@Sn O-VO（TM=Fe、Co、Ni和Cu）的电子结构及析氢性能进行了系统的研究。结果表明,在p H=0时Co、Ni和Cu SAC的吉布斯自由能接近于零。更重要的是,1Co@Sn O-V2以及2Ni@Sn O-V1几乎在整个p H值范围内都具有催化活性,有望成为多功能催化剂。我们的研究表明存在O空位的TM@Sn O仍能够保持较高的HER性能,TM@Sn O在电解水催化领域是一种很有前途的催化剂。