甲烷干重整反应能够转化甲烷和二氧化碳这两大温室气体,综合利用两大碳源,在缓解全球气候变暖的同时制得可用作羰基合成和费托合成重要中间体的H₂/CO=1合成气,在化工、环境、能源领域均具有重要的研究价值和现实意义。然而,由于缺乏成本低且高效稳定的工业催化剂,该反应迟迟未能实现工业化。Ni基催化剂与贵金属催化剂的反应活性相当,且成本更低,因此得到了广泛的关注和研究探索。但是,由于Ni基催化剂存在烧结和积碳两大问题,严重影响了其甲烷干重整催化性能。本文通过二氧化硅和碳纳米管载体限域,实现了对Ni活性相的稳定,从而获得了较好的甲烷干重整催化性能,具体工作如下:采用氨水辅助水热一步合成法,在无模板剂的情况下得到二氧化硅限域类核壳结构的Ni-SiO₂催化剂,在甲烷干重整30 h的稳定性测试中未出现明显烧结现象且实现近零积碳。该制备过程操作简易,选用成本低廉的硅溶胶作为载体,具有一定的经济效益。利用氨水与Ni物种的络合在水热条件下实现了Ni的有效分散,获得小的Ni颗粒尺寸（约为3.2 nm）,增强了金属载体相互作用,通过载体的限域稳定Ni纳米颗粒,从而抑制烧结和积碳。采用浸渍法制备得到碳纳米管（CNT）限域的Ni基催化剂,且加入MgO作为助剂,提高了甲烷干重整催化活性并获得了较好的催化稳定性。载体CNT结构规整,具有独特的电子结构,为Ni纳米颗粒的负载提供有效空间限域的同时,CNT内部缺电子现象导致Ni纳米粒子的电子结构改变从而调节其还原行为。此外,相对更窄的CNT管径更有利于降低负载Ni物种的颗粒尺寸（<4.5 nm）,而MgO的加入则提高了CO₂的吸附,并抑制CNT发生气化反应,提升了催化剂的稳定性。