本研究以天然纳米矿物材料
凹凸棒石粘土为催化剂或载体，以生物质气化炉焦油及甲苯、二甲苯、苯酚等焦油代表性组分为模拟物，用气-固相固定床催化反应器，系统开展了凹凸棒石-金属(氧化物)催化剂制备、表征、催化裂解焦油的实验研究。对比研究了凹凸棒石粘土与国际常用的催化裂解焦油矿物催化剂（石灰石、白云石、蛇纹石、橄榄石等矿物）催化脱焦油的效果；系统研究了凹凸棒石粘土矿物组成、凹凸棒石粘土粒径、催化反应温度、催化剂制备方法、催化剂活性组分对催化裂解焦油效率的影响，优化了催化剂制备和催化反应条件；通过水气重整、二氧化碳重整转化焦油实验，催化裂解产物和催化剂表面结焦分析，研究了凹凸棒石粘土-金属(氧化物)催化剂催化脱焦油机理，查明催化剂表面积碳是催化剂快速失活的原因，发现凹凸棒石负载镍基催化剂具有较强抗积碳能力，提出催化剂表面积碳是催化裂解焦油的关键制约因素；在系统实验研究基础上，发明了一系列凹凸棒石粘土-金属(氧化物)纳米复合材料制备及其应用方法；发明了内燃加热式生物质气化技术、液化技术，气化炉内原位催化裂解焦油技术、生物质气化-催化裂解焦油一体化设备，并加工装配成中试规模的实验样机；提出了解决我国生物质气化工艺关键技术问题的途径，即：内燃加热。