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与传统的化石能源相比,氢气（H2）具有更高的能量效率和环境友好性,但目前广泛使用的化石燃料重整制氢技术会带来巨大的能源消耗和环境污染问题。甲醛溶液理论含氢量高达8.4 wt%,是一种优越的化学储氢原料。因此,催化甲醛溶液制氢被认为是未来先进制氢技术发展的方向之一。然而,目前几乎所有的催化甲醛制氢体系都依赖于高浓度的碱性介质,而碱性介质的使用存在二次污染等问题。为了实现无碱介质催化甲醛溶液产氢,本论文基于国内外相关报道和实验基础,提出两个有效解决办法:一是通过引入金属-载体强相互作用（SMSI）改变ZnO基催化剂的形貌和电子结构,改变甲醛脱氢反应路径并改善其催化性能;二是通过构建核壳结构引入特殊的配位效应、整体效应和几何效应,促进甲醛重整制氢催化性能的提升。基于此,本论文的研究内容如下所示:（1）本课题发现钯纳米粒子和氧化锌纳米棒之间存在的SMSI效应使得电子在Pd与ZnO之间可以发生转移,从而形成独特的Pd@PdOx/ZnO核壳结构,并最终实现无碱介质催化甲醛溶液高效产氢的目标。基于实验和理论分析,Pd@PdOx/ZnO核壳催化剂直接质子化水合甲醛产生坎尼扎罗中间体是低温催化甲醛溶液高效产氢的主要因素之一。（2）采用光化学欠电位沉积方法制备了ZnO/Pd@PdOx/ZnO,并通过控制氧化锌包覆层的含量,调节Pd与ZnO之间的SMSI效应并增强其催化性能;同时,本文还利用光化学还原法制备了合金催化剂（PdPt@PdOx/ZnO、PdCu@PdOx/ZnO）,基于金属Pt或Cu的功函性和电负性能,这两种金属的添加可以改变Pd/ZnO催化剂的电子分布,从而增强其催化甲醛重整制氢的性能。（3）本论文还采用非贵金属铜负载氧化锌制备Cu@ZnO核壳结构催化剂用于甲醛无碱制氢。在该催化体系中,Cu@ZnO可以在有氧和无氧两种氛围下催化无碱介质的甲醛溶液高效稳定产氢。Cu与ZnO界面间的协同作用是催化甲醛溶液产氢的关键:在无氧和有氧条件中,该作用分别可以促进水合甲醛质子化生成坎尼扎罗中间体以及活化氧气分子产生超氧自由基,进而和甲醛发生反应制氢。总之,本论文提出基于SMSI效应的ZnO基催化剂及其表界面调控可以催化无碱介质甲醛溶液高效产氢,为深入理解多相催化本质以及高活性能源催化剂的开发和设计提供新的思路,也为生物质制氢提供新的理论基础。