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甲烷部分氧化(POM)制合成气(CO+H2)因反应器体积小，放热温和，能耗低，产物用途广等优点而成为天然气化学研究的焦点。在POM反应中催化剂是该工艺的核心。本文以镍为活性组分、铈基复合氧化物为载体，首先探究制备方法对催化剂性能的影响，然后考察不同复合载体上镍催化剂的POM反应催化性能。在此基础上，采用BET，XRD，FT-IR，SEM，XPS，UV-Vis DRS，H2-TPR，NH3-TPD，TG等技术对反应前后催化剂的理化性质进行了表征。论文研究的主要内容分如下：首先，以不同方法制备的Ni/CeO2-AlO3中，发现柠檬酸络合法制备的催化剂具有最高的活性和良好的稳定性。原因在于柠檬酸络合反应中金属离子被定格在空间网格中，造成Ni的均匀分散，催化剂的比表面积更大，颗粒细小，更易被还原，积炭速率低。工艺条件的探究实验说明，程序升温至750°C纯氢还原1h后的催化剂在750°C，原料气CH4/O2配比2，总空速12000mL·h-1·g-1的条件下反应，其活性最高。其次，在柠檬酸络合法的基础上，向CeO2-ZrO2固溶体中掺杂Cu、Ba、Al进行改性。结果发现，该方法能够合成出结构稳定的三元复合固溶体MxOy/CeO2-ZrO2。负载Ni后，催化剂Ni/CuO/CeO2-ZrO2的活性较低，而Ni/BaO/CeO2-ZrO2和Ni/Al2O3/CeO2-ZrO2的Ni催化性能得到提升。虽然Cu与Ni之间的氢溢流效应促进Ni的还原，但组织结构的破坏、CuNi合金的形成造成其催化活性下降；而Al的添加增强了载体的表面酸性，同样也增大比表面积，促进颗粒的细化，提高抗击炭能力，表现出较高的活性和稳定性。最后，依托溶胶-凝胶法，系列CeO2-SiO2复合氧化物载体被应用于Ni催化剂的POM反应中，并取得良好的催化效果。单一SiO2负载的Ni催化剂中金属-载体的作用强，酸性强，积炭多使其活性低、稳定性差。大比表面积的CeO2-SiO2复合载体中立方相CeO2的晶粒较小，负载Ni后，NiO的分散性较好且易被还原，催化剂的表面酸性弱、不容易积炭。该系列催化剂中，Ce/Si摩尔比为1:1，负载Ni的质量分数10%，700°C焙烧所得的催化剂10Ni/0.50CeO2-0.50SiO2-700表现出良好的稳定性、最高的CH4转化率(~84%)和对产物CO、H2选择性(>87%)。