随着化石资源的日渐枯竭和环境污染的加剧,氢能变得越来越重要。氢能的利用主要包括了氢气的制备、净化和使用。甲醇制氢具有资源广、条件温和等优点,适用于移动氢源的制备。其中,水蒸气重整制氢因具有产率高、一氧化碳含量低等特点,被认为是最有希望用于车载质子交换膜燃料电池氢源的制备方法。甲醇水蒸气重整制氢催化剂是燃料甲醇电池的核心技术之一。 目前用于研究甲醇水蒸气重整制取燃料电池用氢的催化剂主要有:贵金属催化剂和铜系催化剂,前者催化性能较好,但价格昂贵,后者有着较好的低温活性和选择性,但稳定性较差,抗毒能力低。远不能满足质子交换膜燃料电池氢源对催化剂的要求。本研究采用稀土元素铈对Cu-ZnO/Al₂O₃催化剂进行改性,制备具有良好的低温活性、选择性和稳定性的Cu-ZnO-CeO₂/Al₂O₃催化剂。在常压固定床反应装置上对自制催化剂的催化性能进行了评价;对自制催化剂较为适宜的组成、制备方法和活化方法进行了实验研究;采用现代仪器分析手段对催化剂结构进行了表征。主要研究结果如下: 1.采用不同方法制备的Cu-ZnO/Al₂O₃催化剂用于甲醇水蒸气重整反应,考察制备方法对催化剂性能的影响。并流共沉淀法制备的催化剂性能优于均匀沉淀和热分解法制备的催化剂。 2.采用并流共沉淀法制备了一系列Cu-ZnO/Al₂O₃催化剂。其中,当铜锌原子质量百分比约为1:1、铝的原子质量百分含量在5～10%时,催化剂具有良好的催化性能。如:自制催化剂Cu₄₅Zn₄₅Al₁₀于甲醇水蒸气重整反应,在220℃时,甲醇转化率达到90.51%,二氧化碳选择性97.77%,产品氢气中一氧化碳的含量为0.56%（干基）;在240℃时,甲醇转化率达到100%。 3.研究了Cu-ZnO/Al₂O₃催化剂的活化方法。适宜的焙烧温度为500℃;合适的还原气氛为甲醇和水的混合气体。 4.稀土元素铈改性的Cu-ZnO/Al₂O₃催化剂的低温活性得到提高,铈含量为5～20%（原子质量百分比数）。自制Cu₃₆Zn₃₆Al₈Ce₂₀催化剂较适宜的工艺条件是:反应温度230～250℃、水醇比1～1.4、液体空速（WHSV）1.5～2.5h^-1。 5.自制Cu_42.75Zn_42.75Al_9.5Ce₅催化剂在250℃、经过100小时稳定性实验转化率保持在90%,产品氢气中一氧化碳的含量为0.2%（干基）;基本能满足了车载甲醇燃料电池制氢的要求。 6.通过TG-DTA、ICP、XRD、SEM、EDX等手段对不同组成、不同制备方法制备和不同条件活化的催化剂结构进行表征。铈改性作用主要是改善铜在催化剂表面的分散,阻止铜颗粒的团聚和烧结,保持反应过程中活性物种的稳定性。