由于全球性环境恶化和能源危机的不断加重,氢能源越来越受到人们的重视。这是因为氢能源的副产物只有水,对环境友好,并且可持续再生,近几年已经成为科研工作者研究的热点。目前制氢的方法有很多,如电解水、光解水、氢气吸附材料、化石燃料重整、化学储氢材料等。本论文从化学储氢材料制氢作为出发点,研究的主要内容为金属纳米催化剂催化水合肼和氨硼烷制氢。水合肼(H2NNH2·H2O)在常温下为液态,含氢量高达8.0 wt%,用合适的催化剂可以脱出2分子氢气(H2NNH2→N2(g)+2H2(g))。然而水合肼的分解脱氢过程中容易发生副反应(3H2NNH2→N2(g)+4NH3(g)),该反应产生氨气而非氢气,在实际催化过程中应该避免这种分解途径。除此之外,氨硼烷(NH3BH3)也是一种常见的化学储氢材料,有较高的含氢量(19.6 wt%),且水溶性、稳定性好,催化水解可以产生3分子氢气(NH3BH3+2H20→NH4BO2(1)+3H2(g))。因此设计并合成适宜的催化剂,在温和的条件下高效催化水合肼和氨硼烷制氢,是发展氢能源的关键。本论文的研究内容是金属纳米催化剂高效催化水合肼及氨硼烷制氢,主要包括催化剂的合成、表征以及催化性能的研究。从不同催化剂类型来说,主要分为三个部分:(1)第一部分的主要内容是通过两步热解法制备硼氮共掺杂的石墨烯(BNG),BNG中只含有较少的共价型的B-N,更多的是C-B和C-N键。将BNG进一步用作载体材料,用来负载NiPt金属纳米颗粒,利用B和N独立掺杂效应的影响,使得NiPt/BNG催化剂对催化水合肼脱氢表现出非常高的催化活性,在室温下的TOF值高达199.4h-1。(2)第二部分的主要内容是通过简单的一步法合成了不同P含量的负载在石墨烯上的RhP纳米颗粒(RhP/rGO),由于非金属掺杂引起的电子效应,使得RhP/rGO对催化水合肼分解表现出良好的催化性能。通过控制次磷酸钠的加入量,从而调控P掺杂的量,得到了最佳的催化效果。研究表明P掺杂样品的催化性能比没有掺杂的大大提高了,强调了P掺杂的作用。(3)第三部分是通过原位还原法合成了负载在石墨烯上的无定形的非贵金属NiP纳米颗粒(NiP/rGO),并且发现NiP/rGO纳米颗粒对催化氨硼烷水解脱氢,有非常高的催化活性和耐久性,可作为一种高效稳定的氨硼烷脱氢催化剂,其TOF值高达13.3 min-1,而活化能只有34.7kJmol-1，这表明该催NiP/rGO对催化氨硼烷水解有很好的动力学性能。