全球气候变暖和化石燃料枯竭等问题日益加剧,促进了清洁能源创新技术的发展。氢气由于其清洁性被视为潜在的未来能源。生物质油是一种可再生并且碳中性的清洁资源,将其用于生产廉价氢气引起了研究人员的极大兴趣。Ni基催化剂在生物质油催化重整制氢反应中表现出优异的初始活性,但随着反应的进行易会发生严重的氧化、烧结和积碳等问题,开发耐用的Ni催化剂是可靠连续供氢的重要因素。因此,本研究选择生物质油水相组成中的乙酸作为模型化合物,用于自热重整制氢反应。开发设计了两种不同结构的改进Ni基催化剂,取得了优良的催化活性,并通过一系列表征手段,深入探究了催化剂结构和乙酸反应机制。采用共沉淀法制备了Mn（II）Cr（III）O_x复合氧化物负载的Ni基催化剂(Ni/Mn（II）Cr（III）O_x±δ),并通过乙酸自热重整制氢反应在固定床反应器中生产氢气,研究了不同的工艺参数对催化反应的影响,包括反应温度、O₂/HAc物料的摩尔比以及气体时空速（GHSV）。NM3C催化剂(Ni Mn_3.84Cr_1.61O_8.53±δ)在50小时的乙酸自热重整制氢反应测试中表现出优异的催化活性和稳定性:乙酸转化率达100%,氢气产率在3.0 mol-H₂/mol-HAc附近保持稳定,平均产氢速率为367.4mmol-H₂/（h·g cat）;同时,在动态测试中,NM3C催化剂在空速为45000 ml/（g·h）时,催化活性仍能保持稳定;启停测试也显示了其快速启动的良好性能。表征结果显示,NM3C催化剂自热重整制氢反应中未发现氧化、烧结或积碳等现象。这些较高的催化活性可以归因于:（1）煅烧后的尖晶石AB₂O₄复合氧化物相（A=Mn（II）,B=Mn（III）或Cr（III））;（2）稳定的Mn（II）Cr（III）O_x复合物,而铬物种以高分散的形式存在于Mn O骨架中;（3）具有高比表面积的多层结构;（4）非化学计量比Mn（II）Cr（III）O_x物种在催化反应中提供的电子转移能力。研究了过渡金属W对Ni基催化剂的促进,先采用微乳液法制备Nano-SiO₂载体,后通过浸渍法制备了一系列W-Ni/SiO₂催化剂,用于乙酸自热重整制氢反应的研究。表征结果表明:2W-Ni催化剂焙烧后形成了Ni WO₄物相,经过氢气还原活化形成了以WO₄为骨架担载高分散活性组分Ni的结构,增加了催化剂活性位的数量;W-Ni之间的强相互作用限制了活性金属Ni在高温下的迁移烧结,提高了催化剂抗烧结的能力;同时,助剂W的掺杂形成的多个物种间电子的转移(W⁴⁺-W⁵⁺-W⁶⁺),在催化反应中起到了促进了电子转移的能力;此外,Nano-SiO₂载体提供了丰富且均匀的孔道结构,增大了与反应气的接触面积,也有利于反应气在催化剂活性位上的扩散,从而提高了催化剂的催化性能。因此,负载型2W-Ni催化剂在乙酸自热重整制氢活性测试中表现出优良的催化活性和稳定性,乙酸转化率稳定在100%,氢气产率稳定在2.9 mol-H₂/mol-HAc;反应后催化剂未观察到明显的烧结和积碳现象。