MgH₂储氢材料具有较高的储氢容量,可逆的吸放氢性能,这使其成为了当前储氢材料研究的重点之一。但是由于MgH₂的吸放氢热力学性能较差,同时动力学性能较为缓慢,严重的阻碍了其实用化进程。为了降低MgH₂储氢材料的吸放氢的温度,提高其吸放氢的速率,改善其可逆储氢的性能,本文成功合成了（Ti0.5V0.5）3AlC2、TiVAlC、(Ti_0.5V_0.5)₃C₂ 和 TiVOx 多种催化剂,并系统研究 了其添加对MgH₂储氢性能的影响,研究了其作用机理。研究了球磨后的MgH_2-x wt%（Ti0.5V0.5）3AlC2/TiVAlC（x=5、7、10、12）复合体系的储氢性能及其机理。研究表明,MgH_2-xwt%（Ti0.5V0.5）3AlC2/TiVAlC复合体系的储氢性能与（Ti0.5V0.5）3AlC2/TiVAlC催化剂的添加量有密切关系。添加10 wt%（Ti0.5V0.5）3AlC2/TiVAlC的MgH₂样品具有较好的储氢性能,230 ℃开始放氢,随温至350 ℃时,可以放出6.9 wt%氢气。在275 ℃的条件下等温,10 min内能分别放出氢气3.1 wt%和3.8 wt%,其放氢速率为0.35 wt%min-1和0.44 wt%min-1,是同等条件下原始 MgH₂ 的 4～5 倍。MgH₂-10 wt%（Ti0.5V0.5）3AlC2/TiVAlC复合体系的放氢产物在50 bar氢压下随温至250 ℃时吸氢6.5 wt%,在150 ℃等温下可在60 s内分别可吸收4.7 wt%和4.5 wt%的氢气。动力学与热力学结果表明,添加（Ti0.5V0.5）3AlC2和TiVAlC能显著降低复合体系的放氢反应活化能,改善其动力学性能,但是并不能改善体系的热力学性能。进一步分析XRD可知,放氢前后的（Ti0.5V0.5）3AlC2及TiVAlC结构没有改变,不与MgH₂发生反应。研究了(Ti_0.5V_0.5)₃C₂的制备、结构形貌和球磨后的MgH_2-x wt%(Ti_0.5V_0.5)₃C₂（x=5、7、10、12）复合体系的储氢性能及其作用机理。通过HF酸刻蚀剥离MAX相（Ti0.5 V0.5）3 AlC2的方法制备出了二维层状的MXene（Ti0.5 V0.5）3C2,并确定了其晶体结构和晶格常数。将(Ti_0.5V_0.5)₃C₂球磨添加入MgH₂,其催化效果优于（Ti0.5V0.5）3AlC2,MgH₂-10 wt%(Ti_0.5V_0.5)₃C₂复合体系的放氢温度得到了明显的降低,在210 ℃即开始放氢,比原始MgH₂降低了 80 ℃,300 ℃条件下等温,7 min内可放氢6.1 wt%。对MgH₂-10 wt%(Ti_0.5V_0.5)₃C₂样品放氢产物进行吸氢测试,发现其在50 bar氢压下室温即可缓慢吸收氢气,在120 ℃下可以快速氢化,5 s内吸氢量可达4.7wt%,且经过10个循环,其吸氢容量基本保持不变。由动力学结果可知,添加Mxene(Ti_0.5V_0.5)₃C₂的样品放氢活化能为77.3 kJ mol-1,比原始MgH₂降低50%。由XPS测试可知,(Ti_0.5V_0.5)₃C₂在球磨过程中与MgH₂发生氧化还原反应,原位生成了 Ti和V的固溶体,在MgH₂体系中起主要催化作用,从而促进复合体系的储氢性能的改善。研究了 TiVOx的制备、形貌和球磨后 MgH_2-xwt%TiVOx（x=5、7、10、12）复合体系的储氢性能及其作用机制。研究发现,发现在300 ℃下保温制备的TiVOx（TiVO-300）对MgH₂具有较优越的催化性能,MgH₂-10 wt%TiVO-300样品的催化性能最好,起始放氢温度在204 ℃,比原始MgH₂降低了 86 ℃,储氢容量为6.8 wt%,在275℃等温下8 min内的放氢量即可达到5.3 wt%,完全放氢后,样品在100 ℃和50 bar氢压下能迅速吸氢,5 s内吸氢3.7 wt%。动力学结果表明,添加TiVO-300的样品的放氢活化能为62.4 kJmol-1,较原始MgH₂体系降低了 59%。经XPS测试可知,TiVO-300在球磨过程中与MgH₂发生氧化还原反应,原位生成了 Ti和V并在基体内固溶,并促进MgH₂储氢性能的改善。