电解水制氢是一种绿色可持续的产氢工艺,有助于推动绿色能源经济的快速发展。该工艺制氢的高效性依托于高性能电催化剂的发展。钼基材料具有类铂的催化行为,因此被当作是一类非常具有应用潜力的析氢电催化剂。本论文围绕介孔钼基纳米材料的结构设计、界面优化及表面电子调控等方面展开了较为系统的研究,并探讨了这些材料在电催化析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)中的应用潜力。主要研究内容如下:论文的第三章,我们针对碳化钼纳米颗粒易团聚、表面易被氧化而逐渐失活等问题,提出了构筑有序介孔碳化钼@超薄石墨碳(Mo2C@GC)核壳复合材料的研究思路,试图在Mo2C纳米线阵列表面均匀涂覆超薄的石墨碳层,以抑制Mo2C的团聚与表面氧化,同时提高材料的比表面积与导电性。我们以介孔二氧化硅SBA-15为硬模板,甲烷为C源,磷钼酸为Mo源,采用硬模板法,结合化学气相沉积,成功合成出了有序介孔核壳结构的Mo2C@GC复合纳米线材料。通过一系列对照实验,深入探究了模板、煆烧温度及Mo2C/GC的结构构型对材料HER性能的影响。在最优的实验条件下,所得材料的比表面积为37 m2/g,孔径分布集中在～4.2 nm。所得代表性样品在酸性电解液中呈现出优异的HER性能,过电位仅需125 mV,电流密度便可达到10 mA/cm2,塔菲尔斜率低至66 mV/dec,且电化学阻抗小,具有良好的循环稳定性。论文的第四章,我们针对二维硫化钼纳米片材料易堆叠而造成边缘HER活性位点遮蔽、材料导电性不足以及比表面积低等问题,提出了利用掺氮有序介孔碳材料作为载体来分散超薄的MoS2纳米片的思路,以期充分暴露MoS2的边缘活性位点,提高材料的润湿性及比表面积,以增加材料与电解液的接触效率。我们设计了一种新颖的无溶剂纳米浇铸结合原位硫化的方法,以SBA-15为模板,蛋氨酸同时作为S源、C源及N源,氯化钼作为金属前驱体,成功合成出了MoS2@掺氮有序介孔碳(OM-MoS2@NC)复合纳米材料。材料在酸性电解液中呈现出不错的HER性能,电流密度达到10 mA/cm2时所需过电位为218 mV。此外,通过改变金属前驱体的种类,我们还成功制备出了 OM-Fe7S8@NC、OM-Co9S8@NC、OM-NiS@NC、OM-ZnS@NC 和OM-Cu7S4@NC等多种介孔复合纳米材料,证明了该方法具有普适性。这类材料均具有高比表面积(430～754m2/g)、有序的介孔结构、均一的孔径分布(～4.0nm)及较高的金属硫化物含量,且在能源储存与转化方面具有一定的应用潜力。论文的第五章,针对负载型Pt电催化剂的稳定性不足、单一的碳化钼材料Mo-H键能大导致H2难解吸附等问题,我们考虑在碳化钼材料上,引入低量的金属Pt,构建Pt/Mo2C亲密界面,试图利用Pt与Mo2C之间的强相互作用力,实现Pt的高度分散,调控材料表面电子结构,以削弱Mo-H键能,同时增加材料的活性位点数,以期使Pt与Mo2C之间的协同催化作用达到最优。我们以介孔掺氮Mo2C纳米线(Mo2C-NNWs)为载体,采用湿法浸渍结合H2热还原法成功制备出了超分散Pt@掺氮介孔Mo2C纳米线(Pt-Mo2C-NNWs),其中,Pt大多数以单原子或超细纳米簇形式存在。材料在酸性电解液中具有优异的HER性能,在电流密度10 mA/cm2时所需过电位为129 mV,塔菲尔斜率低至67 mV/dec,电化学阻抗小,且具有卓越的循环稳定性。