氢能作为最具潜力的清洁能源,在未来的能源结构中占主导地位。而乙醇水蒸气重整制氢（ESR）因乙醇可再生、产氢效率高等优势,必将成为氢能制取的主流之一。但是由于该重整过程复杂多变,催化剂的载体、组分选择、金属分散度以及反应条件等因素均会对催化剂的催化性能产生较大的影响。因此,如何构筑廉价、高效率、低能耗、热稳定性高的催化剂已成为该领域的研究热点。本论文主要以具有促进C-C键、C-H键断裂能力的Pt、Ni双金属为活性组分,表面具有储-释氧能力的CeO₂以及高化学稳定的SiO₂为基体,研究多种催化剂结构的构筑及其反应性能,揭示了CeO₂粒径、金属含量以及不同的催化剂结构构筑等在重整过程中反应性能的影响规律。重点研究内容及结论如下:1.通过水热晶化法合成粒径可控的球状CeO₂,采用等体积浸渍法制备Pt-Ni/CeO₂双金属系列催化剂并应用于ESR反应,结合多种表征进行分析讨论,深入研究其催化活性及热稳定性。结果分析表明,小颗粒的CeO₂存在更多的Ce³⁺活性位点,可实现高储氧能力;而且其锚固作用有利于分散和稳定活性金属,展现出相对较好的催化性能。以2Pt-6Ni/CeO₂（50 nm）为催化剂,在反应温度为450°C、水醇摩尔比为6:1的条件下反应10 h后,乙醇转化率接近100%且无明显变化,H₂选择性仍保持70%左右,副产物CO选择性仅为1.5%,有微量乙醛分子存在。这归因于Pt、Ni间高效协同作用,Pt可促进乙醇分解、脱氢,Ni除了较强的C-C键断裂能力外,对水煤气变换和甲烷重整也具有一定活性,可降低CO、CH₄产量。同时,Pt的存在提高了Ni组分的分散度。此外,具有高氧活性的CeO₂也促进了乙醇解离,克服金属表面积碳,与Pt、Ni的交互作用一定程度上也提升了催化剂的催化性能。2.采用St?ber法合成高比表面硅球,将CeO₂担载于其表面,结合两种材料优势制备CeO₂/SiO₂复合载体,进一步采用浸渍法构筑双金属催化剂Pt-Ni/CeO₂/SiO₂,主要考察不同Ce/Si比复合材料的表面特性以及催化性能。结果指出,通过多种表征分析选取30Ce/Si样品为复合载体所制备的催化剂呈球形轮廓、无明显团聚、粒度为500 nm左右,Pt、Ni金属组分高度分散,具有介孔结构、高比表面、热稳定高等优势。Pt-Ni/CeO₂/SiO₂催化剂在450°C下反应20 h无明显失活,乙醇接近完全转化,H₂选择性高达70%左右,展现出良好的催化性能。这归功于复合载体高比表面的优势,不仅提高了金属组分的分散度,而且载体-金属间的交互、协同作用也得到了加强。同时,复合载体中的CeO₂颗粒的抗积碳能力远高于机械混合中的CeO₂,有利于提高反应活性和热稳定性。3.通过改进的St?ber方法构筑具有特殊的yolk-shell型Pt-CeO₂@Ni-Si O₂催化剂并高效应用于ESR反应,结合多种表征手段对复合结构进行讨论分析。结果表明催化剂拥有特殊的核壳结构,分散性良好,粒径约为330 nm,SiO₂壳层包覆均匀且厚度约30 nm,具有高比表面、结晶度好、金属组分分散均匀等特点。同时,Pt-CeO₂@Ni-Si O₂催化剂在400°C的低温条件下H₂选择性高达66%,乙醇转化接近100%并维持28 h无明显变化,显示出优异的催化性能。这是由于yolk-shell结构可充分促进活性组分的利用,并且催化剂壳层上的金属Ni也会对H₂进行多次纯化。此外,该结构可有效的防止内部组分的流失,核相的移动性也加大了CeO₂、Pt间的交互作用,有利于促进CO转化,从而获得较高的H₂产率。