氢能是一种清洁能源，可广泛应用于燃料电池，被视为未来理想的能源载体。氢气的制取主要是以天然气、醇类、生物质油及纤维素为原料，通过水蒸气重整、部分氧化反应和自热重整等途径制得。在上述制氢方式中，以廉价生物质油为原料催化转化制取氢气，是一个碳中性的规模化获取氢能源的有效途径。针对现有生物质油水蒸气催化重整制氢过程强吸热反应的特点和严重积炭失活问题，引入了自热重整过程，以氧分子强化对反应物分子的活化和积炭的消除。本文主要对生物质油的水蒸气重整和自热重整过程进行研究，选取乙酸作为生物质油的典型组分，采用吉布斯自由能最小化法对乙酸催化重整过程进行了热力学分析，并设计开发了Ni-Co双金属催化剂和白云石型Ca-Mg-Ni-Fe-O复合氧化物催化剂，分别用于乙酸水蒸气重整和自热重整制氢反应，探讨了催化剂的活化机理，积炭的形成和消除机制。选择乙酸作为生物质油的典型组分，采用吉布斯自由能最小化法对乙酸催化重整制氢过程进行了热力学分析。反应变量为温度和氧碳比（O/C）值。热力学分析得出的最优反应条件为：反应温度为750-850℃，O/C为0.1-0.3。在最优反应条件下，乙酸全部转化，产物中几乎没有甲烷和丙酮的生成，同时氢气产率保持在2.7mol-H2/mol-AC以上，积炭量保持在0.2mol-C/mol-AC以下。本文中采用浸渍法和共沉淀法制备了Ni-Co(NixCo1-xMg6O7±δ，x=0~1)双金属催化剂，研究了质量空速、氧碳比、反应温度、镍钴摩尔比对乙酸水蒸气重整制氢过程、催化剂活性及其表面积炭的影响。实验结果表明：在质量空速为3.8g-AC/g-catalyst/h，反应温度为600℃反应条件下，单金属催化剂C100(CoMg6O7±δ)和N100(NiMg6O7±δ)在乙酸水蒸气重整过程中失活明显，双金属催化剂N20C80(Ni0.2Co0.8Mg6O7±δ)表现出较高的催化活性和良好的稳定性，在20h的稳定性实验中，乙酸转化率一直保持在100%，氢气产率也稳定在3.1mol-H2/mol-AC。表征实验结果表明：N20C80催化剂的高活性和稳定性是由于该催化剂具有稳定的晶形结构和电子性能，同时，在乙酸水蒸气重整制氢过程中，催化剂中的活性金属具有较强的抗氧化和抗积炭能力。为了解决乙酸水蒸气重整过程的吸热和积炭问题，将氧气引入到原料中，使该反应由强吸热过程转化为自热重整过程，同时调变乙酸分子的活化及转化途径。本论文以P123为模板剂，采用水热合成法制备了白云石型Ca-Mg-Ni-Fe-O复合氧化物催化剂，用于乙酸自热重整制氢反应，研究了该催化剂的活化机制及其催化性能。实验结果表明：未添加Fe助剂的MCNF00(MgCa0.8Ni0.2O2±δ)催化剂具有较好的乙酸自热重整制氢的催化初活性，但其稳定性较差，加入助剂Fe元素后，形成了铁白云石催化剂。在乙酸自热重整制氢反应中，铁白云石催化剂上乙酸自热重整催化活性和稳定性明显提高，副反应中乙酸丙酮化反应被很好的抑制。白云石系列催化剂中MCNF03(MgCa0.5Fe0.3Ni0.2O2±δ)表现出最好的催化活性和稳定性，在30h的稳定性测试中，乙酸转化率一直保持在100%，氢气产率也稳定在2.5mol-H2/mol-AC。表征实验结果表明：MCNF03催化剂表面形成了稳定丰富的孔道结构，具有丰富的Ni活性位，同时具有较强的抗氧化能力。该催化剂在乙酸自热重整过程中的结构稳定性和抗积炭性能，保证了催化剂的高活性和高稳定性。