能源是人类日常社会生活和工业发展的必需品。化石资源因不可再生且燃烧时所产生的气体严重威胁自然环境以及人类的健康,寻找可持续的替代燃料成为现下非常有潜力和价值的研究方向。氢作为一种潜在的零排放燃料和能源载体,具有来源广泛、燃烧热值高和产物无污染等优点,广泛应用于航空航天、燃料电池、电子制造业及化工原料等行业,具有广阔的发展前景。目前工业上用于甲烷制氢主要有水蒸气重整（SRM）、二氧化碳重整（DMR）、部分氧化法（POM）和自热重整（ATR）这四种,该技术共同的缺点是产物中含CO_x和H₂的混合物,很难制得高纯氢。因此,开发一种无CO_x的制氢工艺来替代传统制氢方法是非常具有研究意义的。本论文提出制备无CO_x氢的新思路,即将新型微波催化技术应用于甲烷直接转化制氢工艺中,使甲烷在温和的条件下实现高效的转化,且产物可得到高纯氢气及具有良好经济价值的碳纳米材料。采用尿素沉淀法制备Ni/Mo₂C/?-Al₂O₃和Ni/Mo₂C/SBA-15复合微波催化剂催化甲烷直接转化制氢的研究,对Ni/Mo₂C/?-Al₂O₃和Ni/Mo₂C/SBA-15复合微波催化剂升温性能、催化剂组成、微波功率、反应温度、空速、不同催化剂的性能比较及微波催化甲烷制氢反应动力学等方面探究,结合XRD、BET、SEM、TEM、RS等一系列表征,得出实验结论如下:（1）分别使用1g 5%Ni/10%Mo₂C/?-Al₂O₃和8%Ni/12%Mo₂C/SBA-15复合微波催化剂,以CH₄（N₂为平衡气）为反应气,在微波功率为900 W,反应温度为650℃,反应空速为4800 m L·g^-1·h^-1,常压反应条件下,分别获得最佳甲烷转化率为82.46%和54.17%,氢气含量为87.02%和69.35%。（2）本文充分利用催化剂载体与过渡金属碳化物Mo₂C组分之间的强相互作用,将活性组分Ni锚定于复合载体上,以限制活性组分的流失,防止金属在高温的聚集和长大,提升了催化剂在高温条件下的稳定性。实验同时表明比表面积大的载体可以增大反应气体与活性组分的接触界面,有利于物质的传递和接触。催化剂载体SBA-15的比表面积比?-Al₂O₃大,且具有规则的介孔结构,故Ni/Mo₂C/SBA-15复合微波催化剂催化甲烷制氢的催化性能较Ni/Mo₂C/?-Al₂O₃复合微波催化剂好。（3）通过考察微波甲烷转化制氢的反应动力学研究,计算Ni/Mo₂C/?-Al₂O₃和Ni/Mo₂C/SBA-15复合微波催化剂催化甲烷制氢反应的表观活化能分别为E=64.82 k J·mol^-1和E=55.10 k J·mol^-1。