生物质气化是利用生物质能源的最有效的方法之一,主要目的是生产高品质的燃气,但生物质直接气化产生的氢气含量较低,且不可避免地产生焦油。焦油不仅对气化系统、用气设备、生态环境和人体健康等造成严重的影响,而且其含有的能量得不到利用,降低生物质的气化效率。铜渣是铜火法冶炼工艺中一种重要的废弃物,在铜粗炼和冰铜吹炼过程中会产生大量的铜渣,其主要矿相为2FeO·SiO₂、Fe₃O₄和Ca（Fe,Mg）（SiO₃）₂,化学成分与橄榄石非常相似。本文以废弃物铜渣为载体制备高效Ni/copper slag（Ni/CS）催化剂,以提高生物质产气品质,降低焦油含量。以铜渣为载体,Ni（NO₃）₂·6H₂O为前驱体,用浸渍法制备Ni/CS催化剂。经高温焙烧后的催化剂在结构和性质上都有较大的变化,得到NiO、MgNiO₂、Mg_0.4Ni_0.6O、NiFe₂O₄、Fe₃O₄、MgFe₂O₄、Fe₂O₃和CaO等有效的活性因子。采用XRD、TEM、BET、SEM、H₂-TPR等方法对不同焙烧温度以及不同载镍量反应前后的催化剂进行表征,分析催化剂的形貌特征、晶相结构以及还原性能等。重点评价催化剂在生物质气化过程中以及甲苯水蒸气重整反应中的催化活性,探讨Ni/CS催化剂在生物质水蒸气催化气化过程中以及甲苯水蒸气重整反应中的催化机理。为优化实验参数,利用实验室中的二级固定床反应器进行生物质水蒸气催化气化的实验,考察了不同的镍载量、催化剂焙烧温度、水蒸气流量以及催化温度对生物质催化气化的影响。结果表明,铜渣载镍催化剂有相对低的比表面积,但它表现出极好的抗积碳性能和裂解焦油的能力。在生物质水蒸气催化气化过程中,通入的水蒸气流量为0.09mL/min,镍载量为2.0%的催化剂经过600℃焙烧后,氢气产量为26.91 mmol/g,碳转化率达到了94.86%,积碳仅为0.16%;当催化温度从850℃升高到900℃时,氢气产量只增加了0.28 mmol/g,综合考虑能源消耗、催化性能以及设备损耗等因素,最佳的催化温度为850℃。甲苯是热解过程中产生的焦油中最有代表性的有机化合物之一,是稳定的芳香族化合物,因此被选做生物质焦油的模型化合物。依然采用二级固定床反应器进行甲苯水蒸气重整的实验,考察了载镍量、催化剂焙烧温度、催化温度、甲苯流量、S/C对甲苯转化率的影响,同时观察反应过程中催化剂活性变化。结果表明,经过600℃焙烧后的2.0%Ni/CS在催化温度为850℃、甲苯流量为2.0mL/min以及S/C为3的反应条件下得到了最大的起始甲苯转化率99.8%,且催化稳定性较好。由此可见,铜渣在镍催化剂上的应用可实现废物回收利用,有着重要的实用价值。