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氢能作为一种安全、环保、高效的清洁能源受到了人们的广泛关注,氢气的制备、储存、运输是氢能利用的关键环节,因而研发高容量的新型储氢材料对氢能的应用有着重要的意义。氨硼烷NH3BH3(AB)的密度低、稳定性好、容量高(19.6wt%),但在没有催化剂存在的情况下水解动力学性能较差,这严重阻碍了NH3BH3在实际生产中的应用。本论文以NH3BH3体系作为研究对象,在全面综述NH3BH3放氢体系研究进展的基础上,全面系统地研究了过渡金属催化剂及其复合体系的微观结构和对NH3BH3放氢性能的影响。(1)本文首先采用原位法合成了Ag@Co@Ni三层核壳催化剂,并对催化剂的微观结构、生长机理以及催化NH3BH3水解放氢性能进行了研究。微观结构的分析表明,三层核壳催化剂是由Ag核、内层Co壳和外层Ni壳组成的非晶态物质。其中双壳结构的厚度随着钴和镍含量的不同而变化,当钴和镍的摩尔比例是1：1时,Ag0.04@Co0.48@Ni0.48的核壳结构最明显,粒径大小约为45-50nm。三层核壳结构的生长机理主要是基于在弱还原剂NH3BH3存在的情况下,不同金属离子氧化还原电位以及不同金属之间相对磁导率的差异。与二元核壳催化剂相比,三元Ag0.04@Co0.48@Ni0.48核壳催化剂具有较高的催化活性。室温下,Ag0.04@CO0.48@Ni0.48催化NH3BH3水解放氢反应在7min内即可完成,最大放氢速率为2481.4mL·min-1·g-1,反应的活化能仅为39.37kJ·mol-1,该反应相对于催化剂的浓度为一级反应。微观结构的分析表明,催化剂独特的三层核壳结构为其提供了较多的催化活性位点；另外,三元组分中金属间的协同催化作用优于二元组分。因此,Ag0.04@Co0.48@Ni0.48三层核壳催化剂表现出了最佳的催化活性。(2)对原位合成的非晶态Ag0.04@CO0.48@Ni0.48/石墨烯(rGO)复合催化体系的研究表明,采用不同还原程度的石墨烯为载体可以实现催化剂的可控生长,降低核壳催化剂的尺寸并有效控制粒径的大小。催化剂的粒径随着石墨烯还原程度的升高而减小,高温热还原的石墨烯rGO(H)上负载的催化剂粒径最小,约为10-15nm,这主要是由于不同还原程度的石墨烯表面上C=O和C-O官能团数量和空间位阻的差异。在石墨烯的表面上,C=O的位阻效应强于C-O,当C=O数量较多时,粒径较大的颗粒容易形成,而C-O数量较多时则会促进小颗粒的形成。因此,Ag0.04@Co0.48@Ni0.48粒径大小依次为：水热法还原的石墨烯rGO(S)>NaBH4还原的石墨烯rGO(N)>高温热还原的石墨烯rGO(H)。粒径的减小使催化剂表面的活性位点增多,因而粒径最小的Ag0.04@Co0.48@Ni0.48/rGO(H)表现出最高的催化活性。室温下,Ag0.04@Co0.48@Ni0.48/rGO(H)催化NH3BH3水解反应在3.5min内即可完成,最大放氢速率为4377.8mL·min-1·g-1,反应相对于催化剂的浓度为一级反应。(3)对原位法合成的Cu@FeCo核壳催化体系的研究表明,Cu核的引入有效降低了成本,三元组分之间协同作用有效提高了催化性能,当Cu:Fe:Co的摩尔比为3：1：6时,三元组分之间的协同作用最好,Cu0.3@Fe0.1Co0.6的催化性能最佳。微观结构显示Cu0.3@Fe0.1Co0.6核壳催化剂的粒径大小约为10-15nm左右。动力学研究表明,室温下,Cu0.3@Fe0.1Co0.6催化NH3BH3水解放氢反应在3min内即可完成,最大放氢速率为6674.2mL·min-1·g-1,反应活化能为38.75kJ·mol-1,该反应相对于催化剂的浓度为一级反应。(4)对原位合成的FeCo/碳材料过渡金属复合催化体系的研究表明,Fe和Co的含量对催化剂的活性有着重要的影响,当Co的摩尔含量为0.7时,Fe0.3CO0.7具有最佳的催化活性,但磁性颗粒间存在团聚现象。采用轻质碳材料碳凝胶(C)和石墨烯(rGO)为载体后,复合催化剂中Fe0.3CO0.7纳米颗粒得到了很好地分散。它们对Fe0.3Co0.7的最大负载量分别高达40wt%和50wt%。室温下,对NH3BH3水解反应动力学性能的研究表明：在40wt%Fe0.3Co0.7/C催化作用下,NH3BH3水解反应在2.0min内即可完成,最大放氢速率可达13695.6mL·min-1·g-1;在50wt%复合催化剂催化作用下,NH3BH3水解反应在1.0min内即可完成,最大放氢速率高达13915.7mL·min-1·g-1,催化活性显著提高。