氢燃料电池因能量转换率高,污染小的特点,使其成为替代传统燃油动力的最佳备选方案之一。因此,如何高效制备氢气在这项技术中尤为重要。电解水制氢方式节能环保成本低,目前已成为一种具有发展前景的制氢方式。然而,在实际应用中,提高制氢效率的电催化剂往往采用昂贵稀缺的贵金属材料（Pt、Pd等）,高昂的成本限制了它们的大规模商业应用,因此设计和开发高效且稳定的非贵金属基电催化剂具有十分重要的现实意义。过渡金属镍基硫族化合物因其丰富的组成、优异的电子传输能力以及可调的电子结构等特性,被赋予了优异的电催化分解水活性,被认为是一类理想的非贵金属基电催化剂。因此,采用合适的调控手段提升镍硫化合物电催化剂的活性,理清调控方式与催化活性变化的内在关联,将从物理本质上推动镍硫化合物电催化剂的实际应用。本文中,我们采用缺陷诱导、界面工程和单原子掺杂等手段对镍硫化合物的电催化分解水性能进行调控研究,实现了催化性能的改善。借助实验分析和理论计算阐明了性能提升背后的机制。具体实验内容如下:（1）以泡沫镍为基底、硫脲与氯化镍混合溶液为电解液,采用电沉积方法合成了无定形硫化镍电催化剂。通过改变电解液中硫脲与氯化镍的含量,提高了碱性环境中电催化析氢性能。通过实验与理论分析,无定形硫化镍的优异电催化活性源于O、S双阴离子对Ni纳米结构配位环境的调节,从而优化了Ni活性位点对氢原子吸附自由能。（2）通过多步溶剂热法,在泡沫镍基底上制备出Ni0.85Se/Ni3S2异质结构电催化剂。在碱性环境中,异质结构电催化剂实现了高于纯Ni0.85Se或Ni3S2的电催化析氢性能。根据实验结果分析,催化活性的提升源于Ni0.85Se/Ni3S2异质界面形成诱导的表面电子结构调控。（3）以泡沫镍、硝酸铁和硫脲分别作为镍源、铁源和硫源,利用一步水热法合成了Fe掺杂Ni3S2（Fe-Ni3S2）纳米片电催化剂。电化学测试结果表明,Fe的引入明显提高了Ni3S2在碱性环境中的电催化析氧活性。根据实验结果分析,纳米片形貌导致催化活性位点更多的暴露,Fe掺杂调节了Ni3S2的表面电子结构,二者协同性提高了电催化析氧性能。