载体对所负载金属颗粒催化性能的影响越来越引起人们的关注。纳米碳纤维(CNFs)作为碳材料家族的新成员，以其独特的结构和物理化学性质在催化剂载体应用领域展现出传统碳材料不具有的优势:通过调变CNFs中石墨层的堆积方向来控制石墨层边界和基面的比例，或结合表面处理，即可极大改善负载金属催化剂的性能。但是有关CNFs的界面结构与性质对负载金属性能的影响本质，人们仍知之甚少。十氢萘是极具应用前景的有机储氢介质，Pt/C催化剂是十氢萘催化脱（放）氢过程中最有效的催化剂之一，但是目前仍难达到工业应用要求，进一步提高其催化性能是当下的研究重点。本文从CNFs的微观结构调控与研究入手，通过对缺陷类型及表面性质的调变与表征分析，结合催化剂的脱氢反应实验以及理论模拟计算，对Pt/CNFs催化剂在十氢萘脱氢反应中的构效关系进行了系统深入的研究。主要研究内容及结果如下:　　(1)分别采用板式纳米碳纤维(CNFs-P)和管式纳米碳纤维(CNFs-T)为载体，同时改变所负载Pt颗粒的粒径，研究了Pt/CNFs催化剂在脱氢反应中的载体效应和粒径效应。结果显示，当Pt粒径小于2nm时，Pt/CNFs-P和Pt/CNFs-T催化剂的活性变化趋势截然相反，表现出显著的载体效应;当Pt粒径在2-4nm范围内时，Pt/CNFs-P和Pt/CNFs-T催化剂的活性变化趋势相似，均随粒径增大而下降，说明载体效应减弱，粒径效应增强。利用基于ReaxFF反应力场的分子动力学模拟，揭示了小粒径Pt簇负载在不同CNFs上时几何结构的巨大差异。Pt原子与石墨边界的相互作用力大于其与石墨基面的相互作用力，导致Pt簇在CNFs-P表面发生严重重构，使得Pt-C界面处的Pt原子比例升高，并使电子从Pt向载体转移。通过关联催化剂的活性和不同位置的Pt原子比例，发现在Pt/CNFs-P上边界Pt原子是主要的催化活性位。DFT计算结果进一步揭示，在Pt10/CNFs-P界面处脱氢产物萘的吸附较弱，而在CNFs-T负载的Pt10表面上吸附较强，这是导致两种催化剂上小粒径Pt的催化活性变化趋势存在差异的主要原因。　　(2)基于三种不同微观结构CNFs（CNFs-P、CNFs-F和CNFs-T）中石墨层边界和基面比例即本征缺陷的不同，以及通过氮掺杂和高温处理对缺陷类型的改变，研究了载体缺陷对Pt/CNFs催化剂脱氢性能的影响。结果发现，CNFs-P丰富的石墨层边界缺陷对提高负载Pt催化剂的脱氢性能最为有利;对CNFs-F和CNFs-T进行氮掺杂可以一定程度上增加缺陷数量，有利于提高所负载Pt催化剂的脱氢性能;高温处理后CNFs表面的氮缺陷减少，但形成了更多与石墨层边界类似的表面缺陷（如空穴），能显著提高催化剂的活性。因此，就不同的载体缺陷类型对Pt催化性能的提升而言，石墨层边界及类似缺陷比氮掺杂缺陷更为有效。　　(3)对CNFs-T表面分别进行含氮和含氧官能团修饰，探究了CNFs-T表面化学性质对Pt颗粒催化性能的影响。结果表明，氮、氧官能团提高Pt分散度的机理有所差异，所产生的催化效果显著不同。引入氧官能团一方面可以提高Pt的分散性，另一方面，却使CNFs表面由非极性变为极性，导致催化剂在非极性液体中的润湿性大大下降，不利于十氢萘的吸附与脱氢反应。此外，氧官能团的电负性可抑制Pt电子转移到CNFs表面，使得Pt电子结合能降低。因此，CNFs表面含氧官能团的引入总体上不利于提高Pt的脱氢性能。这与CNFs表面引入含氮官能团能促进Pt颗粒催化性能的效果基本相反。　　(4)利用DFT计算系统地研究了顺反十氢萘在Pt(111)和Pt(211)表面上脱氢生成萘的反应机理，并在模拟中引入了范德华力的影响。结果显示，顺式十氢萘的脱氢反应能垒比反式十氢萘低，更易于脱氢。顺式十氢萘中两个碳六环之间的直立C-C键不稳定，导致该位置上的C-H键比较活泼;而均为平伏C-C键的反式十氢萘中，每个位置上的C-H键都比较稳定。与Pt(111)表面相比，十氢萘在Pt(211)表面上的脱氢能垒更低，在其台阶位上的Pt原子更有利于活化H原子。对产物萘和四氢萘的吸附影响分析揭示，在500K，1atm条件下，萘在Pt(111)面的脱附活化能是168.0kJ/mol，远高于十氢萘每步脱氢的活化能(44.1-75.6kJ/mol)，意味着萘的强吸附会严重阻碍反应进行。在Pt(211)面上，萘的脱附活化能更高，而十氢萘的脱氢活化能更低。与此同时，随着温度的升高，四氢萘的脱附活化能逐渐低于四氢萘脱氢的活化能，不利于四氢萘的继续脱氢。相比Pt(111)面，低配位数的Pt(211)表面更有利于四氢萘的深度脱氢，理论上有利于提高萘的选择性。