随着现代社会的发展,全球能源消耗的快速增长和环境污染等问题引发了对可再生清洁能源的迫切需求。由于其高能量密度和对环境无污染的优点,氢气（H₂）被认为是满足能源需求的、有前景的能源载体。电解水产氢被认为是绿色无污染并且潜力巨大的产氢方式之一。电解水包含两个反应,析氢反应HER和析氧反应OER。其中催化剂在电解水反应中至关重要,它可以降低产氢成本并提高制氢效率。在所有催化剂中贵金属基催化剂Pt和IrO₂、RuO₂等由于其出色的催化性能而在目前的电解水产氢技术中起着主导作用,但是由于资源有限和价格昂贵限制了其广泛的应用。针对以上问题,本文围绕非贵金属催化剂开展如下研究工作:（1）设计了一种自支撑纳米多孔Mo/Mo₂N@Ni₃Mo₃N异质复合材料,基于生长在碳布上的镍钼酸铵多酸盐(（NH₄）₄[NiH₆Mo₆O₂₄]?5H₂O)前驱体,对其进行热处理,得到自支撑的纳米多孔Mo/Mo₂N@Ni₃Mo₃N复合材料。自支撑Mo/Mo₂N@Ni₃Mo₃N异质复合材料具有垂直于碳布生长的片层状多孔结构,一方面复合材料和电极有良好的键合度,另一方面独特的垂直生长的片层状双模式孔的结构暴露更多的活性位点,因此具有优异的HER电化学活性和稳定性。经过电化学表征,所制备的的Mo/Mo₂N@Ni₃Mo₃N多相复合电催化剂在1 M KOH的碱性条件下达到150 mA cm^-2的电流密度仅需要148 mV的较小过电势,并具有72 mV dec^-1的较小Tafel斜率,表明良好的反应动力学。此外,该非均相复合电催化剂在酸性和碱性电解液中均具有良好的电化学稳定性,经过5000圈CV循环测试和40 h恒电流测试后,催化性能基本保持不变。（2）根据上一个工作的思路设计了自支撑的纳米多孔CoSe₂/Fe₇Se₈@（Co-Fe）Se_x（（Co-Fe）Se_x）复合材料,基于生长在碳布上的（Co-Fe）MOF前驱体,通过硒化热处理合成纳米CoSe₂/Fe₇Se₈@（Co-Fe）Se_x（（Co-Fe）Se_x）复合材料。合成的自支撑复合材料具有独特的纳米多孔网状结构,可以分散和固定活性相,并且Co离子掺杂增加催化活性,因此具有优异的OER催化活性和稳定性。经过电化学表征,所制备的纳米多孔CoSe₂/Fe₇Se₈@（Co-Fe）Se_x（（Co-Fe）Se_x）复合材料不但具有较小的起始电位1.48V,达到10 mA cm^-2和100 mA cm^-2的电流密度所需要的过电位分别为290 mV和330 mV,而且具有非常小的Tafel斜率44.3 mV dec^-1,表明优异的催化反应动力学。同时,该复合材料表现出优异的电化学稳定性,在100 mA cm^-2下持续工作10小时的电流密度保留率为100%。