不可再生的传统化石燃料日益枯竭已引起世界两大问题,即能源危机和环境污染,而开发清洁可再生的氢能源是解决问题的有效途径之一。电解水技术被认为是一种可行的、有前途的制氢路线,尽管目前Pt基贵金属被认为是电催化析氢的最佳催化剂,但其大规模应用受到成本高、储量少等缺点的制约。因此,开发可代替Pt基材料的高效、稳定、地球含量丰富的非贵金属析氢电催化剂具有十分重大的研究意义。近年来,过渡金属硫化物因其高效的电催化析氢活性成为研究热点,被认为是具有广阔前景的可替代Pt的电催化剂材料。电解水反应主要在催化剂的表面进行,因此电催化剂的性能与形貌及微观结构紧密相关。此外,传统的材料大部分都是以粉体的形式存在,其中所需的粘结剂严重影响了催化剂表面与电解液的接触,在一定程度上阻塞了反应活性位点,使得材料的催化活性降低。因此,本论文通过调控电催化剂的表面结构,设计合成出MoS2/MF,VS2/MoS2/MF和Mo-Cu2S/CF三种自支撑电催化剂,从而提高了催化剂的析氢活性。本论文的主要研究结论包括以下三部分:(1)以四水合钼酸铵,硫代乙酰胺为起始原料,利用氨水的刻蚀作用,合成了钼箔上生长的二硫化钼纳米片阵列(MoS2/MF)。探究了 MoS2/MF的合成机制,水热温度和氨水加入量对样品物相,形貌以及电催化性能的影响,阐明了 1T-MoS2的掺入对MoS2/MF析氢性能的增强作用。所制备的MoS2/MF在酸性溶液(0.5 M H2SO4)下表现出较高的催化析氢性能,并且可以至少稳定工作65h。(2)以偏钒酸钠,四水合钼酸铵,硫代乙酰胺为原料,体系中添加氨水通过一步水热法在钼箔上合成了少层二硫化钼纳米带嵌入二硫化钒微米花的异质结构(VS2/MoS2/MF),研究了 Mo源加入量对VS2/MoS2/MF的形貌调控作用,探索了 MoS2纳米带的嵌入对VS2微米花表面化学状态及析氢活性位点的调控作用,制备的VS2/MoS2/MF在大电流密度下表现出较高的催化析氢性能,在酸性环境中,驱动电流密度为500mA/cm2和1000mA/cm2时仅需要较小的过电势(282mV和336mV),同时VS2/MoS2/MF至少可以保持24 h的稳定性。(3)以二水合钼酸钠和硫代乙酰胺为起始原料,泡沫铜为铜源和基底,经过水热反应,得到了 Mo掺杂的Cu2S纳米片(Mo-Cu2S/CF)。探索了水热反应时间对样品合成的影响,揭示了 Mo掺杂对Mo-Cu2S/CF电子结构的调控作用以及对电催化析氢性能的增强作用。