碳化钼是一种间充型过渡金属碳化物，其中碳原子按特定方式填充并占据了钼原子晶格矩阵的间隙，使钼原子间距增大，造成钼原子d带收缩而导致态密度增大。特殊的电子特性使得碳化钼具有广泛的吸附和催化活性，在许多化学反应中甚至展现出媲美贵金属尤其是铂族金属的催化能力。此外，结合中国贵金属资源稀缺而钼资源储量丰富的国情，开发碳化钼催化剂应用于催化领域代替铂族贵金属，将具有明显现实需求和重大战略意义。二甲醚具有安全稳定、易储运、产氢潜力高等优点，尤其适合质子交换膜燃料电池(PEMFC)等可移动、小规模分布式制氢平台。二甲醚重整反应则是高效制氢的理想手段之一。　　本论文选择性总结了碳化钼作为制氢催化剂的研究历史，并且利用碳化钼独特的催化性质，设计并制备基于碳化钼的双功能复合催化剂，应用于二甲醚水蒸气重整制氢反应体系。以Mo2C为重整反应的核心催化组分，使用包括浸渍沉淀、络合沉淀、乳液法等多种方法，与水解催化组分固体酸Al2O3耦合，并运用负载的方法结合Cu金属助剂组分，制备双功能复合催化剂Cu-Mo2C/Al2O3。设计二甲醚水蒸气重整反应装置，评价催化剂性能。在不同的催化剂制备条件及催化反应条件下，探究复合催化剂的耦合组分、碳化状态、载体比例、金属负载量、反应物浓度和反应温度等因素对催化活性的影响变化规律，寻找实验过程中性能撮佳的特征催化剂及其最适反应条件。采用XRD、XPS、ICP、BET、SEM和TEM等表征技术，探究复合催化剂的晶体结构、组分含量及分布、表面形貌、元素价态等特性受前驱体制备方法及碳化条件的影响变化规律。考察结构特性对催化剂活性和稳定性的影响，揭示碳化钼催化二甲醚水蒸气重整的反应机理。　　研究结果表明，Al2O3组分与Mo2C耦合后能够发挥高效的水解催化作用，有利于后续重整步骤进行。CH4/H2气氛下催化剂碳化过程中，前驱体MoO3先转化为MoO2，再转化为β-Mo2C，程序升温至700℃能使催化剂在2h内碳化完全。组分比例对复合催化剂的表面形貌以及催化活性影响显著，Mo/Al摩尔比为1/1时，Mo2C组分与Al2O3组分能够形成协同效应，使得二甲醚水解-重整串联反应在Mo2C/Al2O3双功能催化剂上高效进行，反应环境最佳水醚摩尔比为5，最适反应温度为450℃左右。研究过程中发现浸渍沉淀法制备的催化剂存在着组分分布不均匀，颗粒尺度不均一等局限性，故改进为络合沉淀法制各催化剂前驱体，保证Mo离子和Al离子在液相中混合均匀，并能够同时迅速沉淀。并且在前驱体表面浸渍负载Cu，程序升温碳化后制得Cu-Mo2C/Al2O3催化剂。表征和性能评价结果显示，负载的Cu金属与Mo2C形成了强相互作用，导致部分β-Mo2C结构转化为α-MoC1-x晶相，同时催化剂表面结颗粒分散更均匀，比表面积增大，组分间协同效应明显，催化活性进一步提高。当Cu/Mo/Al摩尔比为1/10/5时，催化二甲醚在400℃接近100％转化，产物中H2浓度为64％，CO浓度低至2.3％，连续反应24h性能保持。催化剂Mo-C结构是重整反应的活性位点，其上来自二甲醚水解产生的活性甲氧基发生解离生成活性H+，同时自身逐渐被氧化形成Mo-O结构。这也是碳化钼催化剂在二甲醚重整体系中发生失活的主要原因。