随着环境污染愈加严重、能源短缺问题日益突出,亟待开发出洁净、能储高的绿色新能源。氢能是目前普遍被认可的清洁能源。水煤气变换反应可产生H₂,同时还消耗CO,不仅可用于产氢,还可应用于减少质子交换膜燃料电池（PEMFC）中的CO的含量,延长Pt电极的使用寿命。近年来燃料电池技术发展迅速,传统的变换反应催化剂已然无法满足燃料电池的需求,负载非贵金属催化剂获得了科学家们的青睐。相比于贵金属催化剂,CuO/Fe₂O₃催化剂,其原料价廉易得,储量丰富,且其变换反应性能良好。因此本论文以CuO/Fe₂O₃催化剂为研究对象,对其进行改性研究。本论文研究了不同助剂（过渡金属氧化物ZrO₂、ZnO和主族金属氧化物Al₂O₃）对CuO/Fe₂O₃催化剂水煤气变换反应（WGSR）性能的影响。通过X-射线粉末衍射（XRD）、N₂物理吸附、拉曼光谱（Raman）、笑气分解（N₂O）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）和CO₂程序升温脱附（CO₂-TPD）等表征手段探讨了助剂改性的CuO/Fe₂O₃催化剂的结构及其性能之间关系。首先,通过添加不同含量的ZrO₂助剂对CuO/Fe₂O₃催化剂的催化性能进行改性研究。采用分步沉淀法制备了一系列不同ZrO₂含量的铜铁催化剂。研究发现,ZrO₂减弱了 CuFe₂O₄中铜铁物种之间的协同作用,减少了催化剂表面强碱性位点的数量,当ZrO₂的添加量为1%时,催化剂中可被还原的铜物种的数量多,具有较多的弱碱性位点及较少的强碱性位点,为催化剂提供更多的表面活性位点,提高了催化剂的WGSR的活性和耐热稳定性。其次,考察了主族金属氧化物Al₂O₃对CuO/Fe₂O₃催化剂变换性能的影响。结果表明:适量的Al₂O₃的添加可以改变部分CuFe₂O₄的晶体结构,发生由四方相向立方相的转变。Al₂O₃的引入提高了催化剂中Cu的分散度,增加了可被还原的铜物种的数量,提高了催化剂的还原性能。当Al₂O₃的添加量为10%时,Cu的颗粒尺寸小,分散度高,且具有较多的弱碱性位点,呈现出较好地催化活性和耐热稳定性。最后,考察了锌助剂对Al₂O₃改性后的CuO/Fe₂O₃催化剂催化性能的影响。采用共沉淀法制备了一系列不同ZnO含量的CuO/Fe₂O₃-Al₂O₃-ZnO催化剂。表征结果表明,助剂锌有利于CuFe₂O₄晶体的生成,但减弱了 CuFe₂O₄中铜铁物种之间的协同作用,削弱了催化剂的还原性能。结合活性测试结果,样品CFAZ-2.5（Zn0 2.5wt.%）呈现较好地变换反应的活性,这与其孔径分布均匀,孔数量多,并且具有较多数量的弱碱性位点和较少数量的强碱性位点密切相关。