硼氢化钠作为化学储氢材料具有理论储氢容量高,能量密度大,安全可靠等优点,为目前重点研究的储氢材料之一。本文采用体积法测试硼氢化钠催化水解反应生氢性能,研究了稳定剂对硼氢化钠生氢性能的影响,并从动力学方面研究了不含稳定剂时,硼氢化钠催化水解的影响因素。在正交实验的基础上,以温度、氢氧化钠浓度、硼氢化钠浓度、催化剂量为输入,以生氢速率、生氢量和活化时间为输出,建立了硼氢化钠催化水解反应影响因素与生氢性能之间的人工神经网络模型,并进行了生氢性能的预测和优化。设计了适合不含稳定剂的固态硼氢化钠生氢装置;采用浸渍法制备了纳米碳管负载金属催化剂,采用微观显微观察、X射线衍射等手段对催化剂进行了表征,研究了浸渍时间、活化处理以及溶剂等因素对催化剂性能的影响。在此基础上制备了纳米碳管负载双金属催化剂。通过硼氢化钠催化水解反应生氢实验研究、神经网络模型预测以及理论计算表明,稳定剂的存在对生氢速率、生氢量、催化剂活化时间、催化剂使用寿命以及水量消耗均有不利影响,为保证NaBH4生氢反应完全进行,且具有较快生氢速率的溶液配比为:(25%~30%)NaBH4 +(75%~80%)H2O,此时的储氢容量为5.3~6.35wt.%。当没有稳定剂存在时, NaBH4催化水解生氢反应可能不是零级反应,反应级数随着反应温度升高呈下降趋势,反应的活化能为49.6kJ/mol。区别于以往化学氢化物储氢材料在水溶液中需加入稳定剂的配料方式,本文提供了一种固态NaBH4存储形式的催化水解生氢反应装置。采用固态供料方式,储存时固体与水分开,防止了NaBH4在水溶液中的自水解反应发生。由于反应体系中不加入稳定剂,硼氢化钠的配比量增加,生氢量提高。显微观察表明,在采用浸渍法制备的纳米碳管负载金属催化剂上金属粒子呈颗粒状分布,尺寸在几纳米至十几纳米范围内,负载量为Ru/CNTs>Co/CNTs>Ni/CNTs。其中Co/CNTs和Ni/CNTs催化剂上有部分Co、Ni被氧化了。生氢性能测试表明,Ru/CNTs催化剂的性能优于Co/CNTs和Ni/CNTs催化剂。通过对催化剂制备影响因素的研究表明,浸渍时间在24h范围内,随时间延长催化剂的催化性能增强,纳米碳管经过活化处理负载金属催化剂的催化性能优于未活化处理的纳米碳管。以无水乙醇为溶剂制备的催化剂,其生氢性能明显优于以去离子水为溶剂制备的催化剂。采用XPS表征了纳米碳管负载双金属催化剂上Ru元素的存在状态。发现少量Ru粒子高度分散在纳米碳管表面阻止了Co、Ni被氧化,其生氢性能优于单金属负载的催化剂。通过硼氢化钠水解生氢实验测试了Co-Ru/CNTs催化剂的生氢性能发现,当催化剂循环10次后,反应活化时间为0。经过100次循环反应后,发现催化剂的生氢量在450ml附近波动,生氢速率在250ml/min附近波动,说明催化剂有较好的稳定性。