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氢能由于其高能清洁等优点在能源日益短缺的今天备受关注。乙醇蒸汽重整制氢，具有原料可再生、产品气体中氢气含量高、系统能量效率高等优点，近年来成为能源和催化领域的研究热点。Ni基催化剂具有较强的C-C断键能力及较低廉的成本，广泛用于蒸汽重整过程，在乙醇蒸汽重整过程中也表现出较优的反应活性及对氢气的选择性。Ni颗粒易迁移烧结和积碳，导致催化剂失活，是Ni基催化剂应用面临的主要问题之一。本论文针对镍系催化剂的问题理性设计开发了一系列高效稳定的催化剂，并在所开发的催化剂上进行了乙醇蒸汽重整制氢反应路径基础研究和动力学研究，此外还对镍系催化剂在乙醇蒸汽重整制氢中的尺度效应进行了考察。本论文首先设计制备了具有高活性和稳定性的镍系催化剂，主要包括：（1）具有高效低温重整活性的骨架镍催化剂，可以在低温（300-400oC）获得很高的H2生成速率（~10mol/(molNi·min)）。（2）考察了Mg添加到Ni/CeO2催化剂中的作用，研究表明Mg改性的CeO2载体比单独CeO2具有更多的氧空穴和更高的储氧能力，最佳的Mg添加量为7wt%，可以在600oC获得高于95%的H2选择性。（3）开发了具有高稳定性的含镍层状硅酸盐纳米管催化剂，可以在高温下反应100h而不受任何破坏，在600oC获得高达5.4molH2/molEtOH的H2摩尔产率。（4）采用简单可行的球磨法制备了具有纳米限域效应的类壳核型Ni-CeO2催化剂，在乙醇蒸汽重整制氢中表现了优异的活性和稳定性。其次，本文还利用壳核型Ni@SiO2催化剂考察了镍催化剂的构效关系，研究结果表明，镍尺度越大，通过N2化学吸附测得的催化剂Ni（211）晶面缺陷位的数量越多，并在镍粒径达到30nm后趋于平缓，而催化剂的乙醇转化频率与此变化规律一致，表明该缺陷位即是乙醇重整的活性中心。同时镍尺度越大，催化剂的稳定性越差，这主要归因于催化剂表面的积碳速率变快。此外，本文首次在无载体的骨架镍催化剂上通过程序升温反应实验考察了乙醇蒸汽重整制氢的反应路径，结果表明反应主要包括乙醇分解，甲烷重整以及水汽变换三个子反应。以此路径为基础，通过动力学计算得出三个子反应活化能分别为187.7、138.5及52.8kJ/mol，说明乙醇分解反应为反应的速控步骤。