新型绿色能源的开发和利用可以有效缓解能源危机和环境污染问题。氢气（H2）是一种零污染型能量载体,然而H2的储存和运输问题一直是一个研究瓶颈,阻碍了氢能的大规模应用。将氢储存在液体燃料中,通过催化反应原位释放H2并供给燃料电池是一种有效的间接储氢策略。甲醇作为候选液体储氢介质,具有单位体积储氢能力高、活化温度低、副产物少和价格低廉等优点。值得注意的是,甲醇中氢原子的质量百分比高达12.5%。与甲醇气相重整相比,甲醇水相重整可以去除液体汽化装置,使原位制氢反应器的结构更加紧凑。因此,有必要实现甲醇低温液相重整反应,其关键步骤是开发在低温条件下具有高活性和稳定性的催化剂。贵金属Pt基催化剂可在低温下实现甲醇重整反应,然而贵金属的低丰度和高成本限制了其在工业中的广泛应用。碳纳米材料具有丰度高、成本低、结构延展性好、对酸碱介质耐受性强等优点,被认为是一种具有光明前景的非金属催化剂。钼酸镍由于其较高的氧化还原活性和丰富的储量,在超级电容器和电催化等领域已具有良好的应用。本论文设计了两种基于石墨相氮化碳的复合材料和一种钼酸镍材料,将其应用于低温和常压条件下甲醇液相重整制氢气的研究,并对反应机理进行了深入研究和具体阐述。具体研究内容如下:（1）通过简单一步热聚合法制备了非金属氮掺杂碳点/氮化碳（NCDs/g-C3N4）复合物,作为催化剂用于甲醇液相重整反应。实验结果显示:在80℃和常压下,催化剂催化甲醇液相重整反应的平均产氢速率为19.5 μmol g-1 h-1,且催化剂稳定性高、抗中间产物毒化能力强。原位红外漫反射的研究证明:碳点作为吸附中心吸附甲醇一步脱氢生成CO,然后CO和水在氮掺杂碳点和氮化碳的界面反应生成甲酸中间产物,最后甲酸分解生成最终的产物CO2和H2。碳点、氮化碳和复合物的产氢对比实验证明,碳点和氮化碳的协同作用使复合物具有催化活性。（2）通过高温热聚合法设计了磷掺杂的氮化碳非金属催化剂（PCN）用于低温催化甲醇液相重整反应。实验结果显示:磷掺杂的氮化碳最佳样（PCN-0.5）在80℃下催化甲醇液相重整反应的平均产氢速率为49.5 μmol g-1 h-1,具有高活性、水热稳定性和抗中间产物毒化的能力。化学吸附研究证明PCN-0.5的优异催化效果来源于对水和甲醇强烈的吸附作用,瞬态光电压技术证明P和N作为等电子陷阱,分别俘获空穴和电子,N原子的表面电子浓度较大,有利于反应底物的极化。（3）使用回流法合成了钼酸镍（NiMoO4）纳米材料,作为镍基催化剂应用于低温甲醇液相重整反应。实验结果显示,NiMoO4催化剂最佳样（NiMoO4-250）在80℃下催化甲醇液相重整反应的平均产氢速率为33.3 μmol g-1 h-1。透射电子显微镜-X射线能谱仪和XPS测试证明空气中退火有利于拔除NiMoO4中的氧,产生的氧空位用于吸附反应底物中的氧原子。