氢气作为具备巨大开发潜力的清洁能源成为可再生领域关注的焦点,储氢材料也同样成为研究机构大力研究的对象。甲酸是生物新陈代谢的有机产物,因其良好的稳定性及绿色的可再生性成为储氢材料的研究重点。相比于均相催化,多相催化剂的合成手段简单,易于控制,易于分离,研发高效低成本的多相催化剂催化甲酸分解制氢成为储氢释氢工艺面向实际应用的研究热点之一。石墨烯因为其独特的结构及良好的性能而得到极大的研究关注。本文以炭黑（CB）、氧化石墨烯（GO）和钛酸锶（SrTi3）为研究主体对象,分别开发了室温下分解甲酸制氢的高效钯基、无钯新型碳质复合催化剂,借助多种表征方法,探究复合催化材料多级结构与催化性能的关系。1、以3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）接枝修饰的N基化炭黑为载体制备的Pd₈Cu₂/N-CB复合催化剂表现出良好的催化性能,50℃下产氢速率达到了27.31 mmol·g-1·h-1,单位时间转化频率（TOF）为718.56h-1。Pd与Cu形成合金,二者的协同作用有利于产氢活性的提高。Pd₈Cu₂/N-CB存在的N基物种与合金粒子发生了络合,使得合金粒子以规则的形貌均匀分散,并进一步增强了纳米合金粒子与载体之间的相互作用。Pd₈Cu₂/N-CB催化剂拥有相对较大的比表面积,可以提供更多活性位点从而有助于催化活性的提高。2、通过生物质溶剂热法,以阿拉伯树胶作为还原剂和分散剂合成Bio-Pd/RGO-SrTiO₃。结果表明Bio-Pd/RGO-SrTiO₃催化剂表现出很好的甲酸分解催化制氢性能,在50℃下,甲酸分解产氢速率达到了17.56 mmol·g-1·h-1,约为Chem-Pd/RGO-SrTiO₃的2倍。经生物质还原法所制得的Pd纳米颗粒相比于化学还原法拥有更小的粒径,分散更均匀。Bio-Pd/RGO-SrTiO₃在催化剂表面存留着一定数量的树胶生物质残基,残留基团与Pd纳米粒子之间存在相互作用而抑制了 Pd颗粒的长大。Pd是以Pd0及Pd2+、Pd4+的混合价态呈现的,表现出更好的结构稳定性及更快的电子转移速率,有助于提高催化反应性能。3、采用一步溶剂热法所制得的无负载贵金属的RGO/SrTiO₃系列催化剂。通过调节制备过程中氧化石墨烯的复合比例,得到了不同形貌的催化剂。其中6 wt%RGO/SrTiO₃活性最佳,反应温度在50 ℃下,6 wt%RGO/SrTiO₃分解甲酸产氢量2h内达到了334.68 μmol·9-1。SrTiO₃通过Ti-C键同石墨烯稳定的连接在一起,Ti-C键使钛酸锶与石墨烯之间建立了电荷传输的通道,促进了以RGO为活性中心的协同作用从而实现了催化甲酸分解制氢。6 wt%RGO/SrTiO₃催化剂的形貌呈现石墨烯包覆的特殊的花状,拥有相对较大的比表面积,有助于活性的提高,这为开发近室温下无贵金属甲酸分解催化剂提供了借鉴。