氢能是高效清洁的能源载体,氢能利用是解决能源危机和环境问题的关键。化石燃料或生物质是洁净氢能制取的主要来源,然而以其为原料经重整或气化产物中往往含有一定量的CO。水煤气变换（WGS）反应通过将CO与H2O发生反应,在降低CO浓度的同时,将H2O中的H转化为H2,是获洁净氢能的重要过程。高性能水煤气变换催化剂的开发,以适用于氢燃料电池体系工作要求,对氢能高效利用具有重要的现实意义。Cu/Fe3O4催化剂兼具Cu和Fe3O4两个活性物种,极具应用前景。本论文采用溶胶-凝胶法,通过制备参数调控和凝胶剂选择制备CuFe2O4,并以其为前驱体经还原活化制备Cu/Fe3O4催化剂。运用XRD、Raman、N2物理吸脱附、H2-TPR、XPS和CO2-TPD等表征技术考察催化剂及其前驱体的结构和性质,并关联其WGS反应性能,探讨Cu/Fe3O4催化剂的构效关系。此外,通过探索氧化处理前后催化剂的结构和性能的变化,寻找适合的失活催化剂的再生方法。具体研究内容如下:首先,通过调节前驱体焙烧温度,研究焙烧温度对前驱体及其还原产物Cu/Fe3O4催化剂WGS活性的影响。随焙烧温度升高,CuFe2O4的晶相、前驱体的织构特征和还原性能随之改变;Cu/Fe3O4催化剂变换反应活性与Cu和Fe3O4晶粒尺寸线性相关,晶粒尺寸越小,催化的CO转化率和TOF越高,反应活化能越低。其次,凝胶剂种类将影响CuFe2O4的晶相结构,通过选择不同的凝胶剂合成晶相不同的两种CuFe2O4。研究不同晶相CuFe2O4经还原后的表面酸碱性和氧空位数目的差异,结合催化剂的水煤气变换反应活性和动力学参数,探讨CuFe2O4晶相结构与Cu/Fe3O4催化剂性能之间的关系。研究发现,催化剂表面碱性位数目和碱性强度,以及氧空位的数量显著影响其变换反应性能。最后,采用氧化法对Cu/Fe3O4催化剂进行再生处理,考察了氧化处理前后催化剂的物相、表面氧空位数目和Cu分散度变化,以及表面双齿碳酸盐的消除等对催化剂WGS反应性能的影响。研究表明,氧化-还原处理是一种有效的Cu/Fe3O4催化剂再生方法。经再生处理,催化剂的变换活性与新鲜催化剂基本相当。