氢能以其洁净、高效的特点成为最具潜力的二次能源之一，并广泛应用于燃料电池技术中。乙醇水蒸气重整制氢反应（SRE）具有反应温度相对较低及产氢效率高等优势而备受关注。在SRE反应中，钴系催化剂具有较高的乙醇转化率和H2选择性，但该类催化剂存在的主要问题是积碳及金属Co粒子烧结导致的失活。CeO₂的形貌影响其储释氧能力，可调变与活性组分产生相互作用，达到提高催化剂稳定性的效果。本文以Co/CeO₂为研究对象，从载体设计的角度入手，采用液相沉淀法、硬模板法及水热合成法分别制备出纳米颗粒形、介孔型及不同形貌的CeO₂载体，探讨载体CeO₂的晶型结构与形貌对乙醇重整制氢催化性能的影响，试图通过提高载体储释氧能力来调变载体―活性组分相互作用，达到改善催化剂的抗积碳能力的目的。利用液相沉淀法制备纳米颗粒形CeO₂，考察了表面活性剂CTAB的添加对载体形貌和乙醇重整制氢反应性能的影响。TEM、BET及TPR结果显示，添加CTAB的载体CeO₂颗粒生长完整、尺寸均一、比表面积大且储释氧能力较好，钴铈间的相互作用表现为载体表面的Ce-O-Co键，CeO₂-A较多的氧空位及Co/CeO₂-A较大的比表面积提高了反应的催化性能及抗积碳能力。以SBA-15及CMK-3（自制）为模板剂，采用硬模版法制备介孔CeO₂，考察了不同模板剂对载体结构、性质及SRE反应性能的影响。表征结果显示，载体Ce-CMK-3具有较大的比表面积，孔道结构在短程上呈现有序性，孔径主要分布在3nm，且暴露较高能的（110）晶面，具有较好的储释氧能力；Co进入Ce-CMK-3晶格使钴铈间相互作用增强，氧化钴容易还原。与传统的纳米颗粒形催化剂相比，载体短程有序的孔结构增强了钴铈间相互作用，使催化剂具有较好的活性及产物选择性，此外，其抗积碳能力较优。利用水热法制备了形貌、尺寸各异的CeO₂载体，考察了载体形貌（花状微球形、多面体形、棱柱形、梭形、花束形、米粒形及纺锤形）对SRE反应性能的影响。结合表征结果可知花状微球形CeO₂独特的三维开放式孔结构暴露高能的（100）和（110）晶面，具有最好的储释氧能力，钴铈间较强的相互作用促进了催化剂活性组分的还原，提高了反应的催化活性和抗积碳能力。以花状微球形CeO₂为载体制备的Co/CeO₂催化剂在整个SRE反应中的H2选择性不低于68%，这说明主要暴露高能的（100）和（110）晶面优化了产物分布。载体形貌、催化剂结构和反应性能的关联结果表明：不同形貌和结构的CeO₂显示出不同晶面及储释氧能力，表现为钴铈间的相互作用也不同，从而影响乙醇转化率和产物分布，导致反应后积碳种类的差异。其中，花状微球形氧化铈具有极大的比表面积及均一的孔径分布，主要集中在3.5nm，它暴露的（100）及（110）晶面使其具有更多的氧空位，在催化剂中，表现为较多的钴进入氧化铈晶格，增强了钴铈间的相互作用，使钴易于还原而产生较多的活性组分，提高了乙醇转化率和抗积碳能力，优化了产物分布。