二甲醚（DME）具有无腐蚀性，良好的稳定性，并且无色、无毒，其分子含氢量高达13wt%，是一种理想的氢载体。二甲醚部分氧化重整制氢因为反应速度快、产氢效率高而引起人们重视，但对催化剂在反应中所起作用的研究还不够深入。本文采用浸渍法制备了0.5wt%Pt/Al₂O₃、12wt%Ni/Al₂O₃、0.2wt%Rh/Al₂O₃和20wt%Co/Al₂O₃催化剂，在连续流动固定床反应器中，通过改变催化剂装填方式，对二甲醚部分氧化重整制氢反应过程和催化剂在反应中所起的作用进行了研究，考察了在不同催化剂装填方式下，二甲醚分解反应和部分氧化重整反应中H₂收率与含碳产物选择性的变化，分析讨论了二甲醚分解反应和部分氧化重整反应的反应过程和催化剂所起的作用。最后根据所得结果，考察了双床层催化剂在二甲醚部分氧化重整反应中的性能。在二甲醚分解反应中，二甲醚很容易直接分解生成CH₄、CO和H₂。当反应气直接引入到催化剂上进行分解反应，Pt/Al₂O₃催化剂、Ni/Al₂O₃催化剂和Rh/Al₂O₃催化剂都会促进中间物种甲基自由基（CH₃·）分解生成H₂与CO，同时抑制其生成CH₄与C₂H₆，从而得到更高的H₂收率和较低的CH₄及C₂H₆的选择性。且Pt/Al₂O₃催化剂对二甲醚分解反应的抑制作用强于Ni/Al₂O₃催化剂和Rh/Al₂O₃催化剂。当反应气体先引入到空白区进行反应，再通过催化剂床层，Pt/Al₂O₃催化剂产物分布于空白反应相当，说明其主要作用为促进自由基分解，而Ni/Al₂O₃催化剂上丙烷产物消失说明其主要作用为抑制自由基的复合生成烃类产物。Rh/Al₂O₃催化剂上大量C₂H₆与C₃H₈产物的生成说明其在促进自由基分解的同时，在还原性气氛下，也能促进CO与H₂合成烃。Co/Al₂O₃催化剂在二甲醚分解反应中迅速积碳而失活。在二甲醚部分氧化重整反应中，一部分二甲醚发生深度氧化反应生成CO₂与H₂O，一部分二甲醚发生部分氧化重整反应生成CO与H₂，还有少量二甲醚发生直接分解反应生成CH₄、CO和H₂。当反应气直接引入到催化剂上进行混合反应时，Pt/Al₂O₃催化剂、Ni/Al₂O₃催化剂和Rh/Al₂O₃催化剂都能抑制二甲醚的分解与深度氧化反应，Ni/Al₂O₃催化剂抑制二甲醚分解的作用要强于Pt/Al₂O催化剂和Rh/Al₂O₃催化剂，但后二者对抑制深度氧化反应的作用更强。当反应气体先引入到空白区混合反应，再通过催化剂床层时，Pt/Al₂O₃催化剂、Ni/Al₂O₃催化剂和Rh/Al₂O₃催化剂都发挥了重整作用，降低了CH₄的选择性，Ni/Al₂O₃催化剂的作用强于Pt/Al₂O₃催化剂和Rh/Al₂O₃催化剂。Co/Al₂O₃催化剂在二甲醚部分氧化重整反应中依然迅速积碳而失活。将Pt/Al₂O₃催化剂和Ni/Al₂O₃催化剂构成双床层催化剂，能够较好的抑制二甲醚的分解反应，促进重整反应的进行，提高H₂收率和CO选择性。