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随着经济全球化的飞速发展,能源日益受到人们的关注,其中,氢能源高效清洁,是取代传统能源、改善环境的最佳选择之一。乙醇水气重整制氢（ESR）工艺成熟,原料来源广泛,能耗低,无污染,其广泛应用的关键在于开发低温活性好,氢气选择性高的催化剂。本研究采用水热反应法制备了全硅MCM-41分子筛和掺杂铈的Cx-M-T分子筛,并分别采用浸渍法和共沉淀法将活性组分Ni负载到MCM-41分子筛和掺杂铈的Cx-M-T分子筛载体上制备了N/Cx-M系列和N-Cx-M系列催化剂;详细考察了铈离子的掺杂量、焙烧温度对全硅MCM-41分子筛结构和性能的影响;同时也详细考察了Ni活性组分的负载方式对催化剂结构和性能的影响。将X射线粉末衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）、热分析（TG-DTA）、N2吸附脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）及透射电镜（TEM）等技术应用于催化剂的表征;乙醇水气重整制氢反应在微型固定床反应器中进行,评价了催化剂在乙醇水气重整反应中的催化活性和选择性。考察焙烧温度对分子筛的结构和性能的影响时发现,550℃下焙烧制备的分子筛具备六方规则介孔结构和狭缝状介孔结构,结晶度较好,比表面积较大,全硅MCM-41分子筛的比表面积达到1032.04m2/g;焙烧温度为650℃时,这种六方规则介孔结构遭到破坏,其长程有序性降低,比表面积为754.15m2/g;焙烧温度为750℃时,全硅MCM-41分子筛的XRD低角度特征衍射峰完全消失,表明分子筛的六方规则孔道已完全塌陷,同时,比表面积变为711.83m2/g。即,全硅分子筛比表面积随制备时焙烧温度升高而降低。掺杂铈制备的分子筛的比表面积也随制备焙烧温度升高而减小;其中,焙烧温度为550℃时,铈掺杂量为1.0%制备的分子筛的比表面积最大,为824.61 m2/g。此外,考察掺杂铈的MCM-41分子筛结构和性能与掺铈量的关系时发现,焙烧温度550℃时,掺杂铈元素制备的C0.5-M-550、C1-M-550、C2-M-550分子筛的（100）晶面特征峰分别向大角度方向偏移,证明铈离子掺杂进入了分子筛晶格骨架中;但随着掺铈量增加,分子筛（100）晶面特征峰越来越弱,表明六方规则孔的有序性随着掺铈量增加而降低;而750℃焙烧制备的样品均无六方介孔结构特征衍射峰,表明分子筛骨架坍塌更严重。综上可知,制备过程焙烧温度过高,或掺杂铈量过大时,不易获得六方有序介孔。在以分子筛为载体负载Ni活性组分制备系列催化剂的研究中,发现,共沉淀法负载Ni组分和浸渍法负载Ni组分对分子筛孔道结构的影响相差不大,其中共沉淀法制备的N-M催化剂的比表面积达到910.39 m2/g,浸渍法制备的N/M催化剂的比表面积达到953.08 m2/g,而经过二次焙烧的全硅MCM-41分子筛比表面积达到915.90 m2/g,表明浸渍法负载Ni所造成的表面积下降的程度并不显著,比表面积下降的主要原因是分子筛经溶剂浸湿、再次干燥和再次焙烧所造成的。考察催化剂的氧化还原性时发现,制样时焙烧温度越高,分子筛骨架遭到破坏越严重,更多的晶格氧化铈从分子筛骨架中析出,这些析出的氧化铈裸露于分子筛表面,更易被还原;N/Cx-M催化剂在400℃左右和500℃左右分别出现两种状态的Ni O的还原峰;N-Cx-M催化剂在400-450℃出现Ni O的还原峰,在650-800℃之间,两种方法制备的催化剂均出现分子筛骨架表面的氧化铈的还原（650℃左右）和分子筛骨架晶格内氧化铈的还原（730℃左右）;对比Cex-M-550可知,还原态镍活性组分存在于分子筛表面有利于促进氧化铈的还原。催化剂的XPS表征结果显示,随着铈掺杂量增加,铈离子部分掺杂进入分子筛骨架内,部分以游离的氧化铈(Ce3+和Ce4+)存在于分子筛表面,当铈掺杂量过大时,游离的氧化铈团聚于分子筛表面,降低了分子筛的有效表面积,使Ni在其上的分散度降低,从而导致催化剂的活性降低;当提高制样焙烧温度时,Si、O元素电子结合能均趋于降低,对应于更多晶格氧缺失,样品中铈离子的还原温度升高。N-Cx-M系列催化剂性能评价研究表明,适量的铈元素掺杂有利于提高催化剂的反应活性和选择性。当铈掺杂量为4.0%时,催化效果最佳,400℃时乙醇转化率达到100%。在该系列催化剂上完成的乙醇水气重整反应产物中没有检出CO,可能得益于掺杂铈制备的催化剂具有良好的储氧和释放氧的能力,从而降低了CO的生成。