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随着社会经济的快速发展，能源的需求日益增加，化石能源的大量使用导致环境污染、温室效应，同时也使其在全球的储量快速下降，如果不能找到替代能源，终将面临环境污染和能源枯竭的危机。太阳能，风能和水电能等新能源受限于环境的影响具有不连续和不稳定性。使用间歇性的风能或太阳能转化为电能，通过电解将水解离成氢和氧，使用氢能替代化石能源是最清洁的能源利用方式。目前析氢反应（HER）需要Pt基催化剂，因其资源稀缺，成本高昂阻碍了可再生氢能源技术的进一步发展。因此开发资源丰富，易于获取的过渡金属硫磷化物取代贵金属催化剂以实现能源的转化储存是至关重要的。
调控价电子结构和高暴露的活性晶面是开发低成本、耐用高效HER电催化剂的关键。分子前驱体P2S5硫磷化碱刻蚀后的CoAl-LDH/C六角片在高温下将P引入CoS2晶格中，得到多孔片CPS/C。硫磷化温度用于控制P的掺杂量，以改善催化剂的电子结构和性能。所获得的CPS/C催化剂用于HER，并且在宽pH范围内具有高活性。在0.5M的H2SO4中，CPS/C在10mA·cm–2处的过电位仅为49mV，和较小的塔菲尔斜率（39mV·dec–1）。CPS/C的催化性能接近20wt%的Pt/C。根据密度泛函理论（DFT）计算，用P原子取代部分S原子后，可以减少反应过程中吸附自由氢的吉布斯自由能，从而大大提高了HER的催化活性。通过使用非金属分子作为掺杂剂来掺杂非金属原子的新方法进一步提高了催化剂的性能，并且可以广泛用于催化剂的改性中。
目前有大量的电催化剂被研究报道，但在高电流下能够高效稳定运行的非贵金属电催化剂难易获取。通过引入过渡金属Cu元素来调控Co基非贵金属催化剂的结构用于获取高性能的HER催化剂。由水热合成的CoCu双氢氧化物纳米片组成的纳米花作为前驱体，P2S5作为分子硫磷化试剂，高温焙烧后获得CoCu硫磷化物（MPS）高活性的非贵金属HER催化剂。Cu和Co相互作用，形成稳定的结构，且可以通过改变Cu含量控制前驱体纳米片厚度，获得结构稳定的材料。Co和Cu的金属间相互作用还可以调节催化剂电子结构改善催化活性，在大电流下优于Pt/C的性能。过渡金属调节催化剂的结构和性质的方法可以广泛应用到其他催化剂的改性中。
综上，本文由片状金属氢氧化物为自牺牲模板与P2S5分子前体高温硫磷化反应得到一系列过渡金属硫磷化物材料，其片状结构能够提供大的活性表面和快的传质速率，在HER中表现出优异的性能。考虑到金属氢氧化物组成和结构丰富，以及可控制合成等优点，可以获取多种类、多种结构的金属硫磷化物，本文提出的方法可以扩展到其他金属基硫磷化物材料的制备，在可再生能源储存和转化应用方面具有多功能特性。
调控价电子结构和高暴露的活性晶面是开发低成本、耐用高效HER电催化剂的关键。分子前驱体P2S5硫磷化碱刻蚀后的CoAl-LDH/C六角片在高温下将P引入CoS2晶格中，得到多孔片CPS/C。硫磷化温度用于控制P的掺杂量，以改善催化剂的电子结构和性能。所获得的CPS/C催化剂用于HER，并且在宽pH范围内具有高活性。在0.5M的H2SO4中，CPS/C在10mA·cm–2处的过电位仅为49mV，和较小的塔菲尔斜率（39mV·dec–1）。CPS/C的催化性能接近20wt%的Pt/C。根据密度泛函理论（DFT）计算，用P原子取代部分S原子后，可以减少反应过程中吸附自由氢的吉布斯自由能，从而大大提高了HER的催化活性。通过使用非金属分子作为掺杂剂来掺杂非金属原子的新方法进一步提高了催化剂的性能，并且可以广泛用于催化剂的改性中。
目前有大量的电催化剂被研究报道，但在高电流下能够高效稳定运行的非贵金属电催化剂难易获取。通过引入过渡金属Cu元素来调控Co基非贵金属催化剂的结构用于获取高性能的HER催化剂。由水热合成的CoCu双氢氧化物纳米片组成的纳米花作为前驱体，P2S5作为分子硫磷化试剂，高温焙烧后获得CoCu硫磷化物（MPS）高活性的非贵金属HER催化剂。Cu和Co相互作用，形成稳定的结构，且可以通过改变Cu含量控制前驱体纳米片厚度，获得结构稳定的材料。Co和Cu的金属间相互作用还可以调节催化剂电子结构改善催化活性，在大电流下优于Pt/C的性能。过渡金属调节催化剂的结构和性质的方法可以广泛应用到其他催化剂的改性中。
综上，本文由片状金属氢氧化物为自牺牲模板与P2S5分子前体高温硫磷化反应得到一系列过渡金属硫磷化物材料，其片状结构能够提供大的活性表面和快的传质速率，在HER中表现出优异的性能。考虑到金属氢氧化物组成和结构丰富，以及可控制合成等优点，可以获取多种类、多种结构的金属硫磷化物，本文提出的方法可以扩展到其他金属基硫磷化物材料的制备，在可再生能源储存和转化应用方面具有多功能特性。