随车制氢技术在能源利用效率和尾气污染的降低方面有很大的潜在应用价值，因而备受关注。其关键技术是甲醇裂解制氢催化剂，对催化剂要求较苛刻：首先机械强度要高，其次催化活性尽可能好，另外还要求成本低；文献调研发现铜催化剂在活性、选择性和成本上具有综合优势。根据文献综述以及本论文研究的目的，探索了Cu/AC，Cu/SiO2，Cu/Al2O3，Cu/ZSM-5，商业CuZnAl和铜水泥催化剂甲醇裂解反应的特征，考察了不同反应温度和空气焙烧的影响规律，同时测试了铜催化剂的机械强度。研究发现铜水泥催化剂具有机械强度高、活性和选择性好等优点，可望通过进一步的开发应用于随车制氢系统。为揭示铜水泥催化剂的相关规律，制备了一系列的铜水泥催化剂，并考察铜含量、制备溶剂及反应温度对水泥催化剂的影响；借助表征手段探讨了水泥催化剂的制备机制和高温性能优异的原因。另外，通过对铜水泥催化剂进行Ni和Zn的改性，制备了不同摩尔比Cu-Ni和Cu-Zn水泥催化剂，考察其裂解性能。最后，在论文工作基础上开发了Cu-Ni-Zn水泥催化剂，研究了温度循环变化对催化剂性能的影响，考察催化剂在高温下长时间运转的稳定性。论文取得的主要结果如下：　　 1．铜催化剂对甲醇裂解反应的研究　　 根据文献综述以及本论文研究的目的，探索了Cu/AC，Cu/SiO2，Cu/Al2O3，Cu/ZSM-5，商业CuZnAl和铜水泥催化剂甲醇裂解反应的特征。研究发现，催化剂的比活性(转化率/铜含量)随反应温度的升高呈现不同的变化趋势。以中性载体制备的Cu/SiO2和Cu/AC催化剂在低温区活性随反应温度升高而增大，高温下活性下降明显。含有较强B酸和L酸载体制得的Cu/ZSM-5和Cu/Al2O3催化剂活性较高，在高温380℃和420℃下略有降低，比活性维持在3左右，但该酸性类催化剂对H2+CO选择性较差，主要生成了DME和H2O。商业CuZnAl甲醇裂解催化剂有较好的裂解选择性，但其比活性很低。与商用CuZnAl催化剂相比，铜水泥催化剂具较高的抗压强度和催化活性；抗压强度测试结果显示，CuZnAl和铜水泥催化剂的抗压强度分别为20N和45N;在常压、温度300℃和质量空速3.39 h-1条件下的比活性(转化率/铜含量)分别为0.64和2.44，CO+H2的选择性为89.2％和95.9%。可见，铜水泥催化剂的机械强度高，高温性能优异并且CO+H2的选择性好，基本满足随车制氢的要求。　　 2．铜水泥催化剂的催化性能及其制备原理　　 为详细研究铜水泥催化剂的催化性能及制备机制，制备了一系列的铜水泥催化剂，考察铜含量、制备溶剂及反应温度对铜水泥催化剂的影响，同时借助表征手段探讨了水泥催化剂的制备机制和高温性能优异的原因。研究发现，当铜含量大于20时，铜水泥催化剂在300-380℃温度区的转化率和选择性数值都达到95%，表现出优异的高温催化性能；另外，H2O代替文献中NH3·H2O所制备的水泥催化剂其催化性能较优越，在一定程度上实现催化剂制备的环保；最后，通过分析发现催化剂含有CuO，CuO-Al2O3(固溶体)，CaCO3和Al2O3;结合表征与评价结果可知，催化剂中CaCO3有利于稳定铜物种，即表现出较好的高温性能。　　 3．铜水泥催化剂改性及高温稳定性的研究　　 铜水泥催化剂的改性研究发现，与铜水泥催化剂相比，Ni改性的铜水泥催化剂不但活性增加，而且催化剂稳定性得到了提高；并且Ni含量较大时对H2+CO选择性很差，尤其在高温(大于380℃)下发生甲烷化反应，即产物以CH4和H2O为主。相对而言，Zn改性后的水泥催化剂活性有所下降，而且Zn含量越多，催化剂活性越低。相关表征证实，Ni改性后一方面提高了CuO分散度，另一方面可能Cu-Ni固溶体生成促进了铜水泥催化剂的稳定性。Zn改性提高了Cu的还原温度，即Zn的引入没有很好地分散铜。在论文工作基础上，开发了Cu-Ni-Zn水泥催化剂，经过了温度循环测试表明，该催化剂可初步满足反应温度的大幅度变化；380℃稳定性考察实验表明，在1600h内催化剂运转良好，甲醇转化率维持在81%-85%范围内，产物中H2+CO的总摩尔数占95%，可见开发的Cu-Ni-Zn水泥催化剂基本能满足随车制氢的要求。