氨硼烷具有储氢密度高、常温下为固态、物化性能稳定、无环境毒害作用和储氢-释氢便捷等特征。氨硼烷在受热情况下会发生分步热解脱氢反应产生氢气。氨硼烷易溶于水和有机醇溶液,且其水或醇溶液在催化剂的作用下发生催化水解或醇解反应生成高纯度氢气,这些优良特性使氨硼烷成为具有较大应用潜力的便携式储氢材料。本文首先通过实验和DFT计算模拟的方法研究氨硼烷（热解和水解）两种产氢方式的反应路径及产氢机制,进而结合车载制氢的应用背景重点研究氨硼烷催化水解制氢技术。采用贵金属沉积改性半导体催化剂β-SiC构建金属催化-光催化双功能催化剂强化氨硼烷水解产氢性能。研究揭示金属催化氨硼烷水解产氢性能及机制、光催化氨硼烷水解产氢性能及机制以及二者的协同产氢性能及机制。利用双金属的协同效应,采用贵金属Ru与过渡金属Cu构建双金属RuCu合金催化剂,解决贵金属Ru催化剂价格昂贵及过渡金属Cu催化剂催化氨硼烷水解活性低的问题。通过催化剂RuCu/β-SiC与半导体催化剂Bi2O3、Cu2O复合构建异质结催化剂的技术手段,探究半导体异质结效应进一步增强氨硼烷催化水解产氢的性能。最后探究了影响氨硼烷催化水解产氢性能的外部因素及操作参数。本文为金属催化氨硼烷水解产氢、光催化氨硼烷水解产氢、二者协同催化氨硼烷水解产氢及多元调控催化剂强化氨硼烷催化水解产氢性能方面提供理论依据,并为未来氨硼烷催化水解产氢系统的操作参数选取和确定提供技术支撑,在推进氨硼烷水解产氢技术在移动源制氢领域的应用具有一定的意义。本文主要创新性研究结果如下:通过热重分析实验和DFT计算研究了氨硼烷热解制氢和水解制氢的反应路径和产氢机制。对氨硼烷水解产氢的氢气成分和浓度进行测定,证实了氨硼烷水解产生的氢气是高纯度氢,且未检测到对氢燃料电池有毒害的气体成分,满足氢燃料电池对氢源的纯度要求。搭建微型氨硼烷水解制氢-供氢燃料电池动力实验系统,在连续循环产氢实验中,动力系统运行基本稳定,证实了氨硼烷水解制氢技术能够保障氢燃料电池动力系统稳定工作。通过贵金属沉积法构建了金属催化-光催化双功能催化剂Pt/β-SiC NWs和Ru/β-SiC NWs,研究发现了光催化技术能够催化氨硼烷发生水解并生成氢气,进一步阐释了常规金属催化-光催化耦合技术能够协同增强氨硼烷水解产氢性能。贵金属Pt、Ru在光催化剂β-SiC NWs的沉积促使光催化剂β-SiC NWs禁带宽度减小,Eg从2.36eV分别减小到1.97eV和1.74eV,使光谱响应范围增大,且贵金属Pt、Ru的改性作用有利于光生电子-空穴对的生成和转移,进而可以提高催化剂的光催化氨硼烷水解产氢性能。贵金属Pt、Ru对β-SiC能带结构的改性作用是通过Pt、Ru原子轨道电子对β-SiC电子轨道的杂化作用实现的。实验研究发现氨硼烷光催化水解产氢反应与反应液中的溶解氧无关,通过分析氨硼烷分子特殊的Lewis结构和光催化氨硼烷水解产氢实验结果,提出一个可行的光催化氨硼烷水解产氢机制。通过对金属催化氨硼烷水解产氢机制、光催化氨硼烷水解产氢机制和金属改性光催化剂机制的探究,得出了金属催化-光催化耦合协同催化氨硼烷水解产氢机制。在Pt-Ru/β-SiC NWs催化氨硼烷水解产氢反应体系中,贵金属Pt和Ru一方面作为催化氨硼烷水解产氢的催化活性金属直接催化氨硼烷水解产氢,此时β-SiC NWs作为催化活性金属的载体起到承载和分散活性金属成分的作用,提高贵金属Pt和Ru的催化效率。另一方面,贵金属Pt和Ru还作为光催化剂β-SiC的改性剂,起到调控光催化剂β-SiC NWs能带结构和促使光生电子-空穴对的激发和及时转移的作用。无论在无光和有光条件下,RuCu双金属改性下的催化剂CuRu/β-SiC NWs催化活性远高于单纯的Cu/β-SiC NWs催化剂,与贵金属Ru/β-SiC NWs催化氨硼烷水解产氢活性相当,且在重复性使用实验中表现出了较好的催化稳定性,这在降低催化剂成本方面具有重要意义。双金属合金催化剂CuRu/β-SiC NWs表现优异催化活性的机制为双金属RuCu合金之间存在着电子转移进而形成Ru+Cu-异质物种,对催化氨硼烷水解产氢反应具有正向的协同效应,而RuCu的电子轨道与β-SiC的轨道电子杂化作用促使光催化材料β-SiC禁带宽度减小,光谱响应范围增大,进而提高光催化氨硼烷水解产氢性能。Ru对过渡金属催化剂Cu/β-SiC NWs的改性作用,同时提高了催化剂Cu/β-SiC NWs的金属催化氨硼烷水解产氢性能和光催化氨硼烷水解产氢性能,且Ru金属掺杂比为0.6时,Ru0.6Cu0.4/β-SiC NWs催化氨硼烷水解产氢性能远高于过渡金属催化剂Cu/β-SiC NWs,甚至略高于Ru/β-SiC NWs。在RuCu/β-SiC NWs、Cu2O-RuCu/β-SiC NWs和α-Bi2O3-RuCu/β-SiC NWs分别催化氨硼烷水解产氢实验中,异质结效应具有增强光催化氨硼烷水解产氢性能的效能,且Cu2O-RuCu/β-SiC NWs表现出了比Bi2O3-RuCu/β-SiC NWs更好的催化氨硼烷水解产氢性能,这可能是由于高导带位置半导体催化剂Cu2O的光生电子和低价带位置半导体RuCu/β-SiC NWs的光生空穴分别向对方转移,致使实质禁带变小,电子跃迁所需要的光子能量减小,跃迁自由电子数增大,参与氨硼烷水解产氢反应的电子-空穴数增多,提高了催化氨硼烷水解产氢效率。而Bi2O3与RuCu/β-SiC NWs形成的Z型异质结虽然光生电子-空穴具备高氧化-还原能力,但光生电子-空穴的数量低于交错带隙（TypeⅡ）异质结,因此在光照条件下催化氨硼烷水解产氢能力低于Cu2O-RuCu/β-SiC NWs。此外,Cu2O和α-Bi2O3对NH3BH3分子的吸附能大小分别为-30.993k Cal/mol和-8.554k Cal/mol,相比于Bi2O3-RuCu/β-SiC NWs,更多的氨硼烷分子吸附到异质结Cu2O-RuCu/β-SiC NWs结构表面,这也是对提高催化氨硼烷水解产氢反应的有利因素。酸和碱均能提升氨硼烷催化水解产氢性能,但酸和碱提升氨硼烷催化水解产氢性能的机制不同。碱本身不与氨硼烷发生反应,碱性溶液中的OH-通过在催化剂作用下活化H2O分子中H-O键进而提高氨硼烷催化水解产氢性能,而酸通过与氨硼烷发生反应来实现氨硼烷催化水解产氢性能的提升。通过氨硼烷与纯CH3COOH和CH3COOH溶液的反应实验研究发现氨硼烷与纯酸反应的产氢机制与氨硼烷水解产氢机制类似,反应后产物H2分子中,两个H原子分别来自于酸和氨硼烷,而氨硼烷与酸性溶液的反应遵循化学强酸制弱酸原理,1当量的氨硼烷生成3当量的H2。反应温度是氨硼烷催化水解产氢反应中影响较大的因素,随着温度的升高,氨硼烷催化水解产氢速率提升非常明显;氨硼烷催化水解产氢速率与氨硼烷的浓度相关性较差,但催化剂的添加量与氨硼烷水解产氢速率正相关,且以上规律不受反应体系是否光照的影响。向反应溶液中加入一定比例的乙二醇,可以有效克服纯乙二醇的释氢速率低和释氢不完全的缺陷,又能解决水的冰点温度高的问题,是拓宽氨硼烷产氢技术应用温度范围较为可行的技术方案。