氢能是一种非常具有发展潜力的清洁能源,在催化过程中从化学储氢材料中生产氢气是一种方便、价廉且有效的方法。在各种化学储氢材料中,硼烷氨（AB）因其自身具有含氢量高、稳定性好、无毒等特点,成为极具发展前景的储氢载体材料,引起了科研人员的兴趣和广泛关注。然而,在现有催化剂的基础上,硼烷氨的快速脱氢仍然受到缓慢催化动力学的限制,因此,探索室温条件下催化氨硼烷水解制氢的高效纳米催化剂,并进一步揭示其催化机理对可再生能源转化技术至关重要,但仍是一个巨大的挑战。对此,在本论文中主要从组分优势和载体效应两方面设计催化剂,从而得到了兼有电子效应、载体效应、尺寸效应和功能效应的高效催化剂。本论文的研究工作主要包括以下两个方面:1.开发了高度均匀,超细的双金属Rh Ni合金纳米团簇,将它们包裹在氮功能化的中空介孔碳中,将其定义为Rh Ni@NHMCs,是一种在温和条件下可快速水解硼烷氨的具有高活性、稳定性和选择性的纳米催化剂。通过一系列动力学实验,结果显示,该催化剂的周转频率（TOF）为1294 molH2 mol Rh-1 min-1,超过了以前报道过的Rh基催化剂,和较低的活化能（Ea）,为18.6 k J mol-1。详细的机理研究表明,当由Rh Ni@NHMCs催化时,H2O的共价稳定的O-H键首先在正电H*中裂解,然后进一步攻击AB的B-H键按化学计量比生成3当量的H2,其催化动力学为受O-H键的氧化裂解的限制。Rh Ni@NHMCs的组成和结构特征具有协同电子、功能和载体的附加优势,在动力学上加速了被攻击的H2O的O-H键的裂解,并因此显着促进了AB的催化水解。2.将超细的二元Ru P合金纳米团簇均匀的封装在氮功能化的中空介孔碳载体上,定义为Ru P@NHMCs,作为一种高性能的无铂（Pt）纳米催化剂,在室温条件下催化AB水解脱氢。基于Ru P@NHMCs的组成和结构协同作用,催化剂具有显著的催化活性,具有非常高的TOF值,为1774 molH2 mol Ru-1 min-1,和较低的活化能,为36.3 k J mol-1。对照实验和催化动力学研究的结果表明,催化AB水解的决速步是共价稳定的H-OH键的氧化裂解,而Ru P@NHMCs催化剂在催化过程中能够产生电子效应、功能效应、尺寸效应和载体效应等多种效应加速攻击H2O中的H-OH键。此外,Ru P@NHMCs具有良好的催化活性,对于硝基芳烃的串联氢化以及AB的水解具有>99%的高产率。综上,本文通过组分和结构的优势,设计出了具有多种效应的高活性无铂催化剂,希望本文的催化剂设计原则能够为合成其它不含铂的高性能纳米催化剂提供新的机遇。