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随着燃料电池技术的发展，人们对高纯度H2的需求不断增长。利用各种化合物制备H2的研究也越来越广泛。这些化合物通常包括甲烷、乙醇、甲醇、二甲醚等，但是催化甲烷制氢的催化剂早期就会由于碳沉积而中毒，含有氧的乙醇、甲醇、二甲醚等产生的H2中不可避免的会有CO的生成。对于燃料电池而言，甲酸制氢具有反应条件温和、原料来源广泛等优点，是一种很有前景的制备H2的原料。 目前，国内外研究得较多的催化甲酸制氢的催化剂有均相催化剂和非均相催化剂，均相催化剂具有很高的活性和选择性，但均相催化剂在控制、回收再利用等方面有着困难，限制了其应用。非均相催化剂具有更为广泛的应用前景，国内外研究最多的非均相甲酸制氢催化剂中，贵金属催化剂具有高的活性和选择性，但贵金属成本昂贵、储量有限，在一定程度上限制了其应用。研发高活性和高选择性的非贵金属催化剂具有重要的理论和实践意义。 本论文在总结和评述国内外研究进展及成果的基础上，利用浸渍法制备了Mo2C/M催化剂，其中M分别为载体γ-Al2O3、粒状活性炭(GAC)、柱状活性炭(CAC)和3A分子筛，利用甲酸作为制备H2原料，并利用固定反应床探讨了Mo2C/M催化剂的载体对制氢性能的影响，研究了Mo2C/GAC催化剂的焙烧温度、焙烧时间及活性组分的负载量的最佳制备参数;考察了甲酸溶液的浓度、反应温度及体积空速等工艺参数对催化剂活性和H2选择性的影响;通过过渡金属元素Ni、Fe、Co和碱金属元素K掺入Mo2C，对Mo2C/GAC催化剂进行掺杂改性，以提高催化剂的活性和H2选择性;考察了催化活性较高的碱金属元素K以及催化活性和选择性均较高的过渡金属元素Co同时掺入Mo2C所形成的催化剂的活性和H2的选择性，并与单独掺杂Co的催化剂进行比较;选取催化活性和H2选择性较优的Co掺入Mo2C，考察了Co的掺量对活性和H2选择性的影响，确定Co的最佳掺量;以最佳Co掺量的Mo2C-Co/GAC为催化剂，研究了甲酸溶液的浓度、反应温度及体积空速等工艺参数对该催化活性和H2选择性的影响;最后，本文对催化剂的稳定性进行研究。得出如下主要结论: (1)系统地研究了载体、焙烧温度、焙烧时间、活性组分负载量等制备参数对催化剂的制氢性能的影响。研究结果表明，以GAC为载体负载Mo2C所制备的Mo2C/GAC催化剂催化甲酸制氢性能最佳。最佳活性组分负载量为10％，最佳焙烧温度为725℃，最佳焙烧时间为5h，过低或过量的负载量、过低或过高的焙烧温度及过短或过长的焙烧时间都会导致催化剂的制氢性能下降。 (2)甲酸溶液的浓度、反应温度及体积空速等工艺参数对催化剂活性和H2选择性均有一定的影响。Mo2C/GAC催化剂催化甲酸制氢的活性和H2选择性均随甲酸浓度的增加而下降，甲酸溶液浓度从为5 wt.％提高至50 wt.％时，负载量为10％的催化剂的甲酸的转化率降低50.5％，H2的选择性降低23.7％;体积空速增加导致催化剂活性和H2的选择性均有一定程度的下降，当体积空速从4 h-1增加至20 h-1，H2的选择性降低3.9％，甲酸的转化率降低26.1％;反应温度升高，H2的选择性发生略微的下降，同时甲酸的转化率不断提高，反应温度由100℃提高至250℃，体积空速为4 h-1时，H2的选择性降低0.5％，甲酸的转化率提高84.7％。 (3)以Mo2C为主要活性组分，采用浸渍法制备了Mo2C-Me/GAC催化剂其中元素Me分别为过渡元素Ni、Fe、Co和碱金属K，并测试该系列催化剂催化甲酸制氢的性能。结果表明，三种过渡金属元素分别掺杂Mo2C所形成的系列催化剂对甲酸的催化活性和H2选择性都高于单一Mo2C负载在GAC上的催化剂，其中Co元素掺杂的催化剂对甲酸制氢表现出最优的催化活性和选择性。K元素掺杂的催化剂提高了甲酸的转化率，降低了H2的选择性。 (4) Mo2C-Co/GAC催化剂的催化活性和H2的选择性随着Co掺杂量的变化而变化。反应温度为80～200℃时，Co掺量为0.6 wt.％的样品的H2选择性一直维持在100％。Co掺量从0.6 wt.％增加至5wt.％时，甲酸的转化率迅速提高，Co掺量为5 wt.％时的甲酸转化率达到最大，在反应温度为200℃时，甲酸完全分解，H2的选择性降低1.3 wt.％。Co掺量从5wt.％增加至10 wt.％时，反应温度为150℃时，甲酸的转化率降低77.5％，H2的选择性降低1.7％。 (5)通过对活性和选择性最优的Mo2C-Co/GAC催化剂进行进一步研究，催化甲酸制氢性能随甲酸溶液浓度的提高发生了一定程度的下降。甲酸溶液溶度从10 wt.％提高至30 wt.％时，H2的选择性降低5.0％，甲酸的转化率降低23.7％;体积空速增大导致催化剂活性发生略微的下降，甲酸的转化率发生迅速下降，当空速为4～12 h-1时，H2的选择性一直维持在100％，甲酸的转化率降低21.7％，当体积空速从12 h-1继续增加到20 h-1时，H2的选择性降低0.4％，甲酸的转化率降低42.6％;反应温度由80℃提高至200℃时，H2的选择性维持在100％，甲酸的转化率迅速提高，增加73.1％，反应温度为250℃时，甲酸完全分解，H2的选择性降低0.8％。 (6)对Mo2C/GAC和Mo2C-Co/GAC催化剂的稳定性进行考察，在反应264h时，Mo2C/GAC催化剂的活性降低18％，反应264 h后，活性基本保持不变，整个840 h的测试过程中，H2的选择性一直维持在97％左右;Mo2C-Co/GAC催化剂，在反应312h时，催化剂的活性降低15％，反应312h之后，活性基本保持不变，整个840 h的测试过程中，H2的选择性一直维持在100％。