近年来绿色能源得到了广泛关注,在众多绿色能源中,氢能因其自身众多优势成为研究热门。然而目前为止,氢能的生产和存储还存在很大提升空间。其中,氢气以气态和液态存储时存在着很多弊端,化学储氢材料可能是未来较为理想的选择。研究表明,氨硼烷是较为理想的化学储氢材料,具有高储氢率,良好水溶性以及无毒性等优点。氨硼烷可以与水发生水解反应,1 mol氨硼烷与水完全反应可以生成3mol氢气。不过这一反应进行十分缓慢,通过加入合适的催化剂,可以极大提高反应速率。近年来,大量高效的催化剂被研究出来并应用于催化氨硼烷水解反应,起初大多数文章报道的是以银、铂、铑为主的贵金属催化剂,不过由于贵金属稀有并且价格昂贵,难以得到广泛应用。研究人员转而研究以镍、钴、铜为代表的高效非贵金属催化剂。本论文通过制备各类氮化碳及其复合材料,采用多种还原方法沉积各类金属,利用金属氧化物纳米颗粒与基底氮化碳及复合材料的相互作用,从而实现催化剂达到理想的催化效率及催化稳定性。本论文主要介绍了三个工作,共包含三种氮化碳基纳米复合材料催化剂,分别是镍钴氧化物纳米颗粒负载在硝酸处理的氮化碳上(Ni05Co0.5O-NCN)、铜钴金属氧化物纳米颗粒负载在石墨烯与硝酸处理的氮化碳复合物上(Cu0.5Co0.5O-GNCN)和铂钴纳米颗粒负载在剥离氮化碳上(Pt0.1Co0.9O-ECN)。本论文的主要研究成果如下:(1)通过原位还原法合成了 Ni0.5Coo.5O双金属氧化态的纳米颗粒并负载在硝酸处理的氮化碳上,将其作为催化剂应用于催化氨硼烷水解产氢。经过测试,该催化剂具备优异的催化性能,其TOF值为76.1(H2)mol/(Cat-M)mol·min。该催化剂具备优异的稳定性,在六次循环测试后,其催化活性仍能保持83.2%。同步辐射X射线吸收谱显示,氮化碳基底具有双反应中心与纳米颗粒形成稳定的界面相互作用,其中C可充当电子受体,而N充当电子给体。因此,Ni0.5Co0.5O-NCN中可以形成稳定的界面相互作用,进而加速氨硼烷的水解。纳米颗粒中的两种金属元素Ni和Co的协同作用也可促进反应。氮化碳中的双反应中心结构也可以用来解释各种以氮化碳为基底的催化反应机理。(2)通过使用高压水热反应法,将石墨烯与各类氮化碳成功复合。以此复合物作为催化剂基底,在氢氧化钠的碱性环境下,成功地将等比例铜钴双金属氧化物纳米颗粒负载在上述复合物上,并将此催化剂应用于催化氨硼烷水解产氢。通过调控石墨烯和硝酸处理的氮化碳的质量比,当两者比例为1:4时,其催化氨硼烷水解产氢的 TOF 值最高,为 51.7(H2)mol/(Cat-M)mol·min。(3)通过硼氢化钠直接还原法,将钴分别与铂、钯、钌等贵金属元素结合沉积在各类氮化碳上,以此作为催化剂催化氨硼烷水解产氢。保持铂与非贵金属摩尔量比为1:9时,所制备的催化剂中铂钴双金属负载在剥离氮化碳上即Pt0.1Co0.9O-ECN 的效率最高,其 TOF 值为 448.5(H2)mol/(Cat-Pt)mol·min,并且在六次循环后,其催化效率可以保持在75.6%。对样品进行XPS和XRD测试,我们进一步验证了双金属纳米颗粒在经过硼氢化钠还原后仍存在氧化态这一事实。