以来自于生物质废弃物的生物炭为原料气化制备合成气(H2+CO)越来越受到各界的广泛关注。常规加热炭气化过程存在诸如反应温度高、反应时间长和转化率低等方面的挑战。微波辐射加热具有选择性、整体性、均一密集和快速致热的特性。本文在微波辅助下对生物炭气化制备富氢合成气进行了研究，通过热力学计算理论验证了优化生物炭水蒸汽气化具有可行性，对比了微波致热和常规加热在生物炭气化过程中的作用特性，分析了微波辅助生物炭气化过程的影响因素，探讨了碱金属和碱土金属(AAEM)对反应影响规律及其催化机理，并且揭示了微波密集致热对加速气化反应的作用机制。　　对生物炭水蒸汽气化的热力学可行性进行分析的结果表明，反应温度和Cmol/H2Omol值对C和H2O的转化率均有明显影响，并且影响平衡时的气体组成，尤其是对CO的影响最为明显。反应温度为600℃，Cmol/H2Omol=1时，C转化率为48.25％，而Cmol/H2Omol=2时，C转化率为24.12％;当反应温度从600℃升高至1000℃时，CO的含量由11.20 vol.％增加到49.46 vol.％;这说明在一定范围内可通过调整反应温度优化生物炭水蒸汽气化的产率和组成。通过对比常规气化和微波辅助气化发现，在达到相似气化产率和组成时，微波辅助气化较常规气化的温度降低至少200℃。　　对微波辅助生物炭水蒸汽气化过程中各种影响因素进行分析表明，水蒸汽流速和温度对反应时间、转化率和气体组成均具有较大影响。水蒸汽流速越大、反应温度越高，反应进行的时间越短、转化率越高。在高温下气体产物中CO2的含量明显降低:在反应接近终止时，550℃下的CO2含量为21.25vol.％，而温度为800℃时，CO2含量降低到1.06 vol.％。而随水蒸汽流速增大，CO2含量呈现先降低后升高的趋势:在反应接近终止时，当水蒸汽流速为0.03、0.1和0.2 mL/min时，CO2含量分别为17.85、5.10和12.82 vol.％。碳化温度影响生物炭的气化活性，随着制备生物炭的碳化温度升高，气体产物中合成气含量升高，转化率有所降低。此外，N2流速对反应影响相对较小，N2流速从5增大到120mL/min时，炭的转化率从63.67％增加到65.78％。　　由于生物炭灰分中富含K、Na、Ca等碱金属和碱土金属(AAEM)，因此，实验分析了碱金属和碱土金属(AAEM)对反应过程的影响。结果表明，生物炭灰分整体对炭气化有催化作用。在分析K2CO3、KOH、Ca(OH)2和KCl等AAEM对生物炭气化反应过程的影响中发现，K2CO3和KOH的加入大幅度提高了气化反应的转化率，但气相产物中CO2的含量有所增加。在活性炭中分别添加10％的K2CO3和KOH后，转化率由未添加时的70.78％分别升高到84.95％和84.69％;在反应第77 min时CO2的含量由未添加时的2.98 vol.％分别增大到11.18 vol.％和29.64 vol.％。Ca(OH)2的加入降低了气相产物中CO2的含量，但转化率较添加K2CO3和KOH时的有所降低。在反应60 min时，分别添加5％ Ca(OH)2和10％ Ca(OH)2的气化组成中，CO2的含量由未添加时的12.86 vol.％分别降低到12.83 vol.％和10.83 vol.％。而KCl对气化反应存在抑制作用:在活性炭中添加10％ KCl进行气化反应，C元素转化率由70.78％降低到了63.85％。　　在上述研究的基础上探讨了AAEM促进反应和微波致热机理。研究表明，AAEM的催化作用主要与形成的中间体C(O)有关。碱土金属Ca的催化机理主要包含氧转化和中间产物混合机理，Ca(OH)2加快并且在一定程度上促进了中间体CaO-C的形成，从而使得炭气化反应的时间大大缩短，并且提高了炭的转化率。在微波辅助气化过程中，AAEM的存在不仅促进了偶极转动从而增大了分子内和分子之间的摩擦，而且由于AAEM的吸微波特性，使得其周围形成“局部热点”，从而促使局部温度升高，在一定程度上加速了反应进程。