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生物质作为一种清洁可再生能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。我国油茶壳资源丰富，其木质素含量高，燃点低，易热解，是一种良好的生物质能源作物。本文以油茶壳为原料，进行了油茶壳热解特性和热解动力学研究，合成了Ni基γ氧化铝催化剂，并进行了其催化裂解油茶壳木醋液制备氢气的工艺研究，具体研究工作如下：
利用TG-DSC热分析技术研究了升温速率分别为5、10、15、20、25℃/min时油茶壳的热解特性，表明，油茶壳热解过程分为干燥、主热解反应、高温炭化三个阶段，主热解阶段在250-350℃之间，分别用Ozawa法和Friedman法计算了油茶壳热解动力学参数，得到的活化能分别在139-270kJ/mol和151-302kJ/mol范围内。Malek法确定了油茶壳热解满足反应级数为0.3的J-M-A方程，反应机理为随机成核随后生长，并给出了机理函数的微分形式和积分形式。
采用自行研制的热解反应装置研究了油茶壳在400-600℃温度范围内的热解特性。发现，随着热解温度的升高，固体产物得率下降，气体产物得率增多，而液态产物得率没有明显变化；利用GC技术分析出气态产物的主要成分为H2、CO、CH4、CO2等，随着热解温度的升高，H2和CO含量升高，CO2的含量降低；采用GC-MS技术分析出木醋液的主要成分为酸类、醛类、酮类和酚类等小分子有机物，其中醋酸含量最高，达到31.44％。
以木醋液催化裂解制备氢气为目的，重点研究了焙烧温度、反应温度、质量空速、助剂Ce和Fe等因素对Ni-γ-Al2O3催化活性的影响，发现焙烧温度为550℃、反应温度在700℃、空速为2.826/h催化效果较佳，此时气体产率和氢气得率均较高，分别为769.04ml/min，210.76ml/g.sample，氢气含量可达60.02%。GC-MS分析表明，木醋液在500℃下催化裂解后，残留液中90%的是水分，只剩下少量的酮类、酚类、及环类物质，在800℃下，水分含量达到96%，只剩下酚类、环类物质和少量的铵盐。
利用XRD、FI-IR、SEM、TG-TPO等技术对催化剂进行了表征，XRD数据显示Ni是催化剂Ni-γ-Al2O3的活性中心，反应温度过高，不利于活性物质的生成；助剂Ce抗积碳的物质为CeO2，Ni-Ce-γ-Al2O3抗积碳原理为：Ce2O3使得镍原子带负电子性，抑制镍对CO的吸附，使CO还原为积碳和CO歧化积碳速度大大降低，从而提高了催化剂的抗积碳性能；Ni-Fe-γ-Al2O3的活性中心是Ni、Fe2+和Fe0，催化裂解过程中，Fe2+和Fe0发生氧化还原反应，提高Ni基催化剂的活性，促使木醋液中的有机物催化裂解。
TG和TPO分析表明，催化剂长时间使用后，表面积碳主要为有机聚合物，基本检测不到石墨碳。SEM图谱测得催化剂表面积碳的微粒在0.1-10μm之间，粒度越大密实度越强，催化剂活性下降越显著；FI-IR谱图显示，各种催化剂表面积碳的类型基本一致，成分主要为含C=O，苯、酚、环类物质及其取代物。