随着能源危机日益严重,人类对清洁无污染的可再生能源的需求越来越迫切。氢能由于其高效、零排放等特点被认为是本世纪最有前景的可持续新能源,而电解水则是当前制备高纯氢气的最有效的方法之一。电解水催化剂作为电解水的核心材料,其活性、效率及成本是制约着电解水商业化进程的重要影响因素。本文以合成高效、低廉的高性能过渡金属硫族化合物电解水催化剂为目标,通过简单的一步水热法及廉价的原料合成出在强碱性条件下性能优异的氧析出、氢析出电催化剂。同时通过调控前驱体、温度等条件,结合密度泛函数理论计算（DFT）,阐释了电催化剂的形成机理,及其结构与电化学性能之间的关系,为新型非贵金属硫族化合物的合成提供了一种新型思路。本文首先利用商业化泡沫镍为镍源,乙二胺为螯合剂,合成出一种高效的纯镍黄铁矿相镍钴二元硫化物-Ni_4.3Co_4.7S₈双功能催化剂。金属镍源、离子态钴源及乙二胺的螯合作用对纯相Ni_4.3Co_4.7S₈的形成具有重要作用。在电流密度为20 mA cm^-2时,其氧析出反应（OER）过电位仅为133.8 mV,氢析出反应（HER）过电位则为148.0mV(10 mA cm^-2)。另外,Ni_4.3Co_4.7S₈催化剂展现出优异的电解水性能,在电流密度为50 mA cm^-2时,其水分解电压仅为1.67 V。密度泛函数理论（DFT）计算表明,Ni_4.3Co_4.7S₈催化剂具有良好催化活性的原因在于:镍黄铁矿相的金属硫化物具有大环金属团簇结构,以及暴露的（0-22）和（111）晶面中的相邻金属键结构有利于反应物、产物的吸脱附。此外,催化剂的高比表面积和丰富的边缘缺陷为电催化反应提供了更多的活性位点,使其具有更高的HER和OER催化性能。Ni_4.3Co_4.7S₈电子结构中态密度在费米能级的重叠较大、d带中心升高及反键轨道的高占据则是Ni_4.3Co_4.7S₈催化剂具有高效的电催化活性的内在原因。然后,本文以镍、钴和硒为前驱体通过一步低温水热法合成出厚度大约1 nm超薄纳米片结构的NiSe₂和CoSe₂,通过改变反应温度深入研究了NiSe₂和CoSe₂的形成机理,经电化学测试二者在强碱性条件下表现出优异的OER和HER催化性能,这主要由于超薄片层结构提供更大的比表面积从而更有利于电子传输。另外,XPS等物理表征表明,金属氧化物的形成对催化剂活性有着重要影响并且金属原子在金属硒化物中起活性中心作用。