采用富氢燃料通过催化重整制备氢气是目前使用最广泛的制氢方式，开发效率高、体积小、重量轻、可靠性高和成本低的反应器是提高制氢系统性能、降低制氢成本的关键，特别是从微观尺度研究催化层内热质传递和催化反应过程是十分必要的。本项目以二甲醚水蒸气重整制氢反应为研究对象，首先开发了一系列Mo2C/Al2O3双功能复合催化剂，反应温度250℃时二甲醚开始转化，400~450℃区间几乎完全转化。进而通过对比不同载体、不同Pt负载量以及不同助剂对Pt催化剂的性能影响，筛选出了最适合二甲醚低温起燃催化燃烧的催化剂。基于三维图像重构，获得了Mo2C/Al2O3双功能催化剂催化层孔隙尺度的三维结构，并作为FLUENT计算的物理模型，根据该模型测算的Mo2C/Al2O3催化层平均孔径为8.72nm，常温常压下DME平均扩散系数为2.1×10-5m2/s。FLUENT模拟结果表明，孔隙尺度的模型具有更好的计算精度，通过优化催化剂制备过程中的相关参数，提高催化层孔隙尺度的孔径分布，平均孔径进而改变二甲醚扩散系数等参数可提高催化性能。

    本项目研究方法是包含催化层的微反应器设计与研究通用方法，可在化工、制药、电子等领域推广应用，有助于提高催化剂单位质量催化性能，提高催化剂利用率。