随着传统化石能源的日益减少以及使用化石能源造成的环境问题的加剧,寻找一种新的可再生的能源迫在眉睫。氢是一种清洁的二次能源,具有部分替代化石燃料的潜在能力,目前生物质气化以及甲烷热裂解是两种具有良好发展前景的制氢技术。基于此,本文提出与开发了一种利用生物质气化余渣催化甲烷裂解/重整的制氢工艺,通过选择与调控生物质气化工艺条件,实现了甲烷裂解/重整反应的高效催化剂的设计与制备,构建出了生物质气化-甲烷转化的多联产工艺,提高了金属催化剂成分的利用效率。本文选取松木屑（英文名称:Pine Sawdust,简称:PS）为生物质原料,首先考察了松木屑水蒸气气化制氢的性能,研究发现:在水蒸气流速为0.252 mol/min,反应温度为650℃,木屑/Ni质量比为1:0.08的条件下,可获得较高的氢气产量(约50 mmol/g_ps)。通过选择与调控松木屑的气化反应条件（温度、木屑/Ni质量比、水蒸气流量和气化时间）,可以原位制备出镍颗粒分散度高、甲烷裂解反应中活性高且稳定性能好的Ni/炭复合型催化剂。例如,在甲烷裂解反应进行600分钟后,甲烷转化率仍可稳定在90%以上,同时可实现联产氢气和炭纤维的有益效果。这种利用松木屑选择性气化实现Ni/炭催化剂原位合成的方法为新型催化剂的设计与制备提供了一种新思路。随后,本文考察了上述Ni/炭复合型催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的性能,研究发现:上述Ni/炭复合型催化剂自身催化性能较差,通过调控其比表面积或者引入助剂可显著提高其催化活性与稳定性。其中引入CeO₂或者MgO作为助剂时,可增大Ni/炭复合型催化剂的比表面积、提高甲烷二氧化碳重整反应中的甲烷转化率（高于60%）与二氧化碳转化率（高于70%）。同时以MgO为载体引入Cu作为助剂时,可在甲烷二氧化碳重整反应中获得联产合成气和炭纤维的优良效果。