煤炭是我国能源消费的基石,其中80%以上被直接燃烧,加工转化水平低且严重污染环境。与此同时,近年来我国石油对外依存度已超过70%。煤炭液化和重油加工等技术已成为国家能源战略技术储备和产能储备的迫切需要,对于保障国家能源安全、保护生态环境、国民经济社会可持续发展具有重要意义。煤/重油加氢共炼工艺是煤炭直接液化与重油加氢轻质化的结合,高性能分散型催化剂的开发是其中的关键技术。因此,在煤/重油加氢共炼反应体系中,通过优选分散型催化剂的活性金属和前驱体类型匹配方案,以及研究催化活性相促进反应体系转化的规律及作用机理,可为高性能分散型催化剂的开发及应用提供理论依据。本论文以一种低阶煤、委内瑞拉常压渣油和催化裂化油浆为原料配制油煤浆,考察了多种单金属分散型催化剂在煤/重油加氢共炼体系中的反应性能,筛选出费效比（活性金属成本与催化反应效果之比）较低的油溶性Ni催化剂,对其在反应中的加氢和抑焦性能进行深入研究,在此基础上合成成本更低的油溶性Fe-Ni复合催化剂,优化活性金属复配比后将其应用在3 L/h连续小试中进行了活性评价;采用元素分析、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、低温冷冻扫描电子显微镜（Cryo-SEM）、核磁共振碳谱(13C NMR)、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等表征手段及密度泛函理论（DFT）计算方法,研究了分散型催化剂在反应过程中起到的关键作用,探讨了油溶性Fe-Ni复合催化剂活性相促进反应体系中碳质固体转化的作用机理。研究表明,在煤/重油加氢共炼反应体系中,煤浸渍型单金属Fe催化剂活性过低难以单独使用,考察活性金属和前驱体类型对单金属催化剂反应性能的影响,并考虑催化剂费效比以及在油煤浆中的分散稳定性,优选得到油溶性单金属Ni催化剂。不同类型单金属Ni基分散型催化剂的催化活性对比表明,活性金属的分散性提高有利于提高催化剂的反应性能,其中油溶性Ni催化剂的加氢效能最高,表现出较优的加氢改质效果。伴随着催化剂加氢效能的提升,反应的碳质固体转化率逐渐提高,而且固体残渣产物的结构参数和热解性质与碳质固体转化率之间呈现出良好的线性关系,表明催化剂对稠环碳质组分的加氢转化和对体系中缩合生焦的抑制是提高反应深度的重要途径。结合固体残渣产物中生焦的微观形貌特征可知,高加氢活性的油溶性Ni催化剂可有效抑制反应体系中未转化煤表面的生焦包覆过程,从而保障其实现持续深度转化的效果。为进一步降低油溶性催化剂中活性金属成本及Ni组分带来的潜在生物毒性,借助于油溶性配体的高分散特性使活性金属实现深度复合,制备得到一系列不同Fe、Ni物质的量比的油溶性Fe-Ni复合催化剂。实验发现油溶性催化剂中的Fe、Ni之间存在明显的协同效应,表现为Fe、Ni物质的量相等的油溶性Fe1-Ni1催化剂相比油溶性单金属Ni催化剂的热解温度更低、在油中分散相尺寸更小,而且催化反应性能更强。油溶性Fe1-Ni1催化剂在煤/重油浆态床加氢共炼3 L/h连续小试中取得良好的反应效果,碳质固体转化率高于96%,油收率超过72 wt%,表明其具有较高实际应用价值。油溶性催化剂的活性相为硫化后形成的高分散金属硫化物。表征结果发现油溶性Fe1-Ni1催化剂硫化产物中只存在三元（Fe,Ni）9S8混晶相,而未检测到油溶性单金属Fe、Ni催化剂硫化产物中的二元铁硫化物和镍硫化物。（Fe,Ni）9S8混晶相的形成提高了复合催化剂中Ni组分的硫化程度,并降低了Ni基活性相的尺寸,从而有助于复合催化剂表现出较强的表观活性。同时DFT计算表明氢气分子在（Fe,Ni）9S8（111）面相比Ni3S2（110）面更容易活化,而且（Fe,Ni）9S8（111）面与Fe7S8（001）面相似都能对芳烃分子侧链结构产生较强扰动作用,因此复合催化剂也会具有更强的本征活性。理论计算结果与实验结果相互佐证,证实油溶性Fe-Ni复合催化剂活性相所具有的协同增效作用能有效促进煤/重油加氢共炼反应体系的转化。