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制备了一系列铁、钴、镍、钌单金属和双金属核壳结构纳米催化材料，并用于催化氨分解制氢和甲烷部分氧化制合成气的反应，揭示了制备参数对催化剂形貌、结构和性能的影响。在此基础上，通过“先浸后包”和“先包后浸”的方法引入各类助剂对催化剂进行化学修饰，获得了高活性、高稳定性的镍、钌基以及Ni-Co 双金属核壳结构催化剂用于目标反应。提出了核壳结构催化剂的微囊反应器模型，并在实验上进行了验证。揭示了核与壳层内壁之间存在的空腔是该类催化剂具有优异催化活性的结构因素之一。