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氢气作为一种清洁高效的能源载体,日益受到研究者的广泛关注。乙酸自热重整（ATR）以产氢效率高、反应过程无需外部供热等优势成为重要制氢途径。据文献报道,Co基催化剂在乙酸自热重整过程中表现出较好的初始活性,但仍存在亟待解决的关键问题,比如如何阻止Co物种在高温重整反应中烧结、氧化以及如何提高Co金属活性和稳定性,控制乙酸的转化途径,从而抑制积碳形成。因此,本文从乙酸自热重整制氢机理研究入手,深入探索了催化剂结构、活性组分Co与载体间的相互作用以及Co金属粒子尺寸的有效控制等方面,开发设计了两种不同结构的Co基催化剂。通过共沉淀法制备了类水滑石结构衍生的催化剂Co/Sr-Alx-O（x=0,1/12,1/6,1/4,1/2,1,2）,以乙酸自热重整反应测试其催化活性,并通过XRD、H2-TPR、BET、XPS、TG和TEM等手段进行表征。结果表明:在制备过程中,Co物种进入水滑石骨架结构中,形成[（CoSr）1-xAlx 3+（OH-）2]x+[(CO32-)x/n·yH2O]前驱体;该前驱体经焙烧后,类水滑石结构消失,转化成稳定的含钴复合氧化物;再经还原后获得小粒径Co金属粒子,并高度分散于复合氧化物Sr（Al）O表面,这是由于活性金属Co与载体Sr（Al）O间相互作用较强,抑制了Co金属的聚集长大,从而获得稳定的高分散Co金属粒子。该类水滑石衍生的催化剂Co/Sr-Al1/6-O在乙酸自热重整过程中表现出较好的催化活性和稳定性:乙酸转化率达到100%左右,H2产率稳定在2.60 mol-H2/mol-HAc,TOF为0.80 s-1。同时,在反应后催化剂中没有检测到明显的积碳现象,这可归因于小粒径Co金属有效地控制了乙酸的转化途径,从而抑制了积碳的生成。采用溶胶凝胶法制备了钙钛矿型催化剂Ti1-x-x SrxCoO3（x=0,0.2,0.33,0.5,0.67,0.8）,用于乙酸自热重整制氢过程,并采用系列表征手段研究了载体的结构、活性组分的存在形式以及催化性能与结构的关系。结果表明小粒径Co物种易与载体发生相互作用,并进入到钙钛矿载体晶格中,形成复合氧化物Ti1-xSrxCoO3。经活化还原后,Ti1-xSrxCoO3中Co2+被还原成金属Co,并高度分散在钙钛矿载体表面,增加Co物种和载体的接触面积;同时,钙钛矿结构对Co金属粒子起到很好的限域作用,防止Co金属粒子在高温下的迁移烧结。此外,Sr的掺杂,增加了钙钛矿结构表面缺陷位和晶格缺陷结构,从而提高了催化剂的催化性能。因此,钙钛矿型催化剂TSC0.5在活性测试中表现出较好的活性和稳定性:乙酸转化率达到100%,氢气产率也稳定在2.86 mol-H2/mol-HAc。同时,也没有观察到积碳现象。