氢气是一种极具潜力的高能量密度清洁能源,可以改善能源结构,实现能源结构低碳化。但是氢气是一种二次能源,在自然界中没有矿藏氢气,必须从含氢物质中制得。工业上的氢气,大部分都是由甲烷水蒸气重整制得,得到的氢气不纯伴随着大量CO_x产生,不仅引起温室效应还不能直接用于氢氧燃料电池。甲烷无氧直接转化制氢（MCD）可以得到无CO_x的氢气,引起了广泛关注,但该方法有耗能高、催化剂易积碳失活等缺点。怎么实现MCD制氢高效、低耗能,成为了一个棘手问题。微波加热因迅速、高效、均匀等特点,被广泛用于多相催化反应中。本论文在研究MCD反应时引入微波场,在微波辐照下,考察了Mo₂C/Si C、Me/（Mo₂C/Si C）-ZSM-5（Me=Ni,Co,Mg）以及Mo₂C/Ti C三类催化剂在不同反应条件下对MCD反应催化性能的影响,这些反应条件包括金属负载量、反应时间、微波输入功率、甲烷的流量、甲烷的浓度和反应床层温度等。并对催化剂进行了XRD、BET、SEM、TEM-EDX、TG和RAMAN等表征分析。同时计算了在微波辐照下甲烷无氧直接转化制氢的动力学参数。通过研究可以得出以下结论:（1）在微波辐照下,Mo₂C/Si C催化甲烷裂无氧直接制氢的性能研究。在反应条件为:2 g 45%Mo O₃/Si C催化剂（反应前进行原位碳化）,纯甲烷为原料气,微波的输入功率为800 W,气体的流量为50 m L/min,反应温度为650℃,得到了甲烷转化率为40%,45 min后开始失活。表观活化能为73.2 k J/mol。（2）在微波辐照下,Me/（Mo₂C/Si C）-ZSM-5（Me=Ni,Co,Mg）催化甲烷裂无氧直接制氢的性能研究。在反应条件为:2g 3wt%Ni Co Mg/（45%Mo O₃/Si C）-ZSM-5（3:1）催化剂（反应前进行原位碳化）,纯甲烷为原料气,微波的输入功率为800 W,气体的流量为50 m L/min,反应温度为650℃,得到了甲烷转化率为60%左右,960 min下降到60%。表观活化能为45.7 k J/mol。（3）在微波辐照下,Mo₂C/Ti C催化甲烷裂无氧直接制氢的性能研究。在反应条件为:2g 50%Mo O₃/Ti C催化剂（反应前进行原位碳化）,纯甲烷为原料气,微波的输入功率为800 W,气体的流量为50 m L/min,反应温度为650℃,得到了甲烷转化率为67%,490 min下降到40%。表观活化能为50.4 k J/mol。