氢气是一种清洁能源载体,可通过生物质转化制取。生物质能量密度较低,因此将生物质经热裂解转化为生物质油,成为一种具有较高能量密度的碳中性制氢原料。乙酸作为生物质油的一种主要的典型组分,通常被作为生物质油的典型对象进行研究。本文选择乙酸作为研究对象,在传统的乙酸蒸汽重整的基础上引入氧气,采用镍基催化剂实现乙酸自热重整。同时,针对镍基催化剂在乙酸自热重整中氧化、烧结以及积碳等问题,引入了碱性金属,开发设计了新型构型催化剂,获得了Ca_xNi_yZr_zO_δ催化剂以及Li_xNi_yAl_zO_δ-LDHs类水滑石结构的催化剂,并对催化剂进行了XRD、BET、H₂-TPR和TG等表征,以揭示催化剂的构效关系。本文采用蒸发自组装法制备了Ca_xNi_yZr_zO_δ催化剂。活性测试结果表明:不添加Ca的Ni_0.3Zr_1.7O_4.62催化剂获得了较低的乙酸转化率和氢气产率;而Ca促进的Ca₁Ni_3.37Zr_4.15O_12.67催化剂的乙酸转化率和氢气产率出现了明显的提高。对Ca₁Ni_3.37Zr_4.15O_12.67催化剂进行了50 h的稳定性测试,乙酸转化率达到了100%并且保持稳定,氢气产率也稳定在2.82 mol-H₂/mol-HAc,丙酮和甲烷等副产物生成较少。表征结果表明:用蒸发自组装法获得了具有高活性、高稳定性以及副产物少的Ca₁Ni_3.37Zr_4.15O_12.67催化剂;其中Zr O₂提供了高稳定性的载体,有利于镍粒子的稳定性;Ca的添加有助于中和Zr O₂载体的酸性,增加催化剂的抗积碳能力,同时增加了催化剂比表面积。采用共沉淀法制备了Li_xNi_yAl_zO_δ-LDHs催化剂,活性测试结果表明:Ni_0.12Al O_1.62催化剂在10小时反应中的稳定性和活性均较低,而添加Li的Li_3.4Ni_0.6Al₄O_8.3催化剂的乙酸转化率和氢气产率都明显提高了:在10小时的活性测试中,乙酸转化率达到了100%,氢气产率达到了2.75 mol-H₂/mol-HAc,并且保持稳定。表征结果表明:共沉淀法制备的Li_3.4Ni_0.6Al₄O_8.3催化剂其前驱体是Li Al-LDHs类水滑石结构;焙烧后,生成的Ni Al₂O₄使得单质Ni保持良好的分散度和稳定性;而碱性金属Li可以增加催化剂的抗积碳能力,并增加了催化剂的比表面积。