溴酸盐和六价铬是饮用水中常见的致癌物质。世界卫生组织以及我国标准均规定其在饮用水中的最高浓度分别不能超过10 ppb和50 ppb。采用催化的方法将致癌的溴酸盐和六价铬分别还原成无害的溴离子和三价铬，是一种高效率、无二次污染、无浓缩废物的方法。本论文围绕着多相加氢催化剂的设计，针对其内传质限制问题、氢气风险问题以及贵金属依赖问题，开展了一系列工作，具体内容和结论为:　　1.首次采用一种简单低成本的喷雾法，以多孔的亚毫米级活性氧化铝颗粒为载体，将钯的前驱体溶液分批次均匀地喷洒在多孔载体表面，经干燥、焙烧、氢气热还原后，制备了亚毫米级、活性成分富集于表面的纳米钯催化剂Pd/Al2O3。与传统浸渍法相比，所发展的喷雾法不仅能将活性成分钯富集在氧化铝颗粒表面，减小了大尺寸介孔催化剂的内传质限制，而且使得钯的分散度更大。以氢气为还原剂催化还原水中溴酸根的实验证实了喷雾法所得Pd/Al2O3催化剂相比浸渍法所得催化剂具有更高的催化加氢活性，反应符合准一级动力学模型。并且这种催化剂很容易应用于固定床反应器，同时展现了优异的稳定性。进一步优化Al2O3载体尺寸，获得了一种性能优异的Pd/Al2O3催化剂SP60，其初始反应速率高达6001 mmolBromate·h-1·gPd-1，而且在长达10天的固定床催化还原天然矿泉水中溴酸根的实验中，能持续彻底地去除水中50 ppb的溴酸根。此外，Pd/Al2O3催化剂SP60还展现了良好的催化还原水中甲基橙等其他污染物的能力，显示了良好的水处理工业应用前景。　　2.首次以无纳米孔的商用玻璃纤维毡为载体，采用三氨丙基三乙氧基硅烷对其进行改性，再经钯前驱体溶液浸渍、干燥、硼氢化钾溶液还原后，制备了无纳米孔的氨基改性纤维毡负载的纳米钯催化剂Pd/GFM-NH2。与传统的多介孔的负载型催化剂相比，Pd/GFM-NH2催化剂一方面避免了过长的介孔孔道带来内传质限制问题，另一方面由于氨基的存在能较牢固地、均匀地负载钯纳米颗粒。以甲酸作为还原剂情况下，Pd/GFM-NH2催化剂能有效地将水中的六价铬催化还原成三价铬，反应符合准零级动力学模型。当甲酸和甲酸钠初始浓度逐渐增加时，其催化反应速率先升后降。进一步优化钯负载量，获得了性能和成本较优的催化剂0.96Pd/GFM-NH2，其初始反应速率达到1250 mmolCr·h-1·gPd-1。另外，Pd/GFM-NH2催化剂很容易应用于固定床反应器，在超过20 h的固定床催化还原实验中，0.96Pd/GFM-NH2催化剂能持续彻底地去除水中的2 mM六价铬，同时展现了良好的稳定性，显示了一定的水处理工业应用前景。　　3.采用简易的溶剂热法，制备了四种不同化学计量比的CoxSy非贵金属催化剂CS-1(Co9S8)、CS-2(Co3S4)、CS-3（Co3S4，含部分CoS）和CS-4(CoS，含部分CoS2)。所得的CoxSy催化剂表面并没有FTIR可测的有机吸附物，均为纳米尺度的一次颗粒构成的微米级以上的二次颗粒。除CS-4样品外，CoxSy催化剂比表面积为26～39 m2/g，同时所有催化剂颗粒能方便地用滤纸分离。在氢气作为还原剂的情况下，所有CoxSy催化剂能有效地将水中的溴酸根催化还原成无害的溴离子，反应符合准一级动力学模型。其中CS-2(Co3S4)催化剂的催化活性最高，0.5 g/L的CS-2样品能在45 min之内完全去除1 ppm的溴酸根，其初始反应速率为87.1μmolBromate·h-1·gcat-1。除CS-1外，所有CoxSy催化剂在催化反应以及长时间储存之后，不会发生晶体结构和Co化合价的变化，展示了良好的稳定性。另外，同为钴的化合物，Co3O4和CoP纳米颗粒均没有催化还原溴酸根的能力，表明了CoxSy催化剂中S阴离子的关键作用。