化学链重整制氢是一种新型且非常具有前景的制氢方式,该过程可实现自热过程,并消除制氢过程中积碳的影响,但该过程对载氧体性能要求较高。Ni基载氧体由于其高活性和氧化还原性能被认为是一种高效载氧体,本文主要研究载体结构及CeO2助剂对载氧体性能的影响。合成具有不同载体结构的Ni基载氧体,包括传统Ni/Al203,层状Ni/MMT,介孔结构Ni/AI-MCM-41和Ni/SBA-15载氧体。研究乙醇化学链重整制氢过程中载体结构对载氧体性能的影响。采用N2-低温吸附脱附、X-射线衍射、透射电镜、H2化学吸附、H2程序升温还原以及热重等技术对载氧体进行表征。研究表明,良好的结构限制效应可实现载氧体以下性能:(1)NiO颗粒更小的粒径及高度分散并增强金属载体间相互作用;(2)由于载体结构量子限域效应实现更强的抗烧结能力;(3)由于较小的金属粒径和有效的氧传递能力而减少积碳。有序介孔Ni/SBA-15载氧体具有最好的量子限域效应,紧接着是有序介孔Ni/AI-MCM-4、层状Ni/MMT和传统Ni/Al2O3载氧体。死时间的长短反映了载氧体氧化还原性能,可按以下顺序排列:Ni/SBA-15>Ni/AI-MCM-41>Ni/MMT>Ni/AI2O3。化学链重整制氢初始阶段,Ni/AI-MCM-41表现出最高的活性,但是随后其结构的塌陷导致活性粒子的烧结和活性的降低。介孔结构载氧体Ni/SBA-15和层状Ni/MMT载氧体具有优异的活性和稳定性,但传统Ni/Al203性能比较平庸。研究乙醇化学链重整制氢中,助剂CeO2的添加和含量对xCeNi/SBA-15载氧体性能的影响。采用N2-物理吸附、X-射线衍射、透射电镜、H2化学吸附、H2程序升温还原以及差示扫描量示-热重分析等方法对载氧体进行表征。研究发现,载氧体都具有较大的比表面积(>435m2/g)。助剂CeO2的质量含量为12%时,载氧体表现出最好的性能,可使Ni基载氧体实现更小的NiO纳米颗粒尺寸(3.2nm)并高度分散在介孔分子筛SBA-15载体上,有利于增强金属间相互作用,提高载氧体的抗积碳和抗烧结性能。同时,助剂CeO2可提高载氧体活性,抑制载氧体表面积碳的形成,提高NiO的还原性能,增强载氧体氧化还原性能并缩短了死时间。稳定性测试中,经过14个氧化还原循环稳定性测试之后,12CeNi/SBA-15载氧体的乙醇转化率仍高达90%以上且H2选择性仍高达84.7%。