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CH4/CO2重整反应是煤洁净转化的重要反应之一，但是该反应使用的Ni基催化剂容易积碳，制约其工业化应用。积碳形成是一个复杂的过程，可概括为催化剂表面积碳的生成与消除共同作用的过程，若无法及时消除积碳，吸附碳就会在催化剂表面迁移并聚集，进而使催化剂失活。对于积碳的生成，目前研究普遍认为CH4解离是积碳的主要来源。对于积碳的消除，实验和理论研究表明来自于CO2直接解离和H助解离产生的含氧中间体O和OH物种充当积碳的消除剂，能够有效地消除积碳。因此，O和OH物种与吸附碳的反应是积碳消除的关键步骤。金属掺杂改性的Ni基双金属合金催化剂具有优良的催化性能和强的抗积碳能力，其中，NiM(M=Co, Cu, Fe)合金是目前广泛研究的非贵金属双金属催化剂。反应气氛和温度等会影响双金属合金催化剂中各活性组分的分布，改变催化剂的表面结构，表面结构的改变进而会影响重要中间体的吸附性质、C与消碳物种O和OH的反应以及催化剂的消碳性能。因此，本文采用密度泛函理论计算方法，结合已有的实验表征结果，构建了NiM均相和偏析的表面模型，深入探究第二活性组分金属M的引入和NiM合金表面结构对C，O，OH，CO和COH物种吸附的影响以及对C+O(OH)积碳消除反应的影响。主要结论如下：（1）NiM(M=Co, Cu, Fe)合金对C，O，OH，CO和COH物种吸附的影响，与Ni(111)相比，Co活性组分引入到Ni催化剂中能够增强C，O及OH的吸附能力，削弱CO的吸附，对COH的吸附影响甚小。Fe引入到Ni催化剂中增强了C，O及OH的吸附；当Fe的表面覆盖度小于或接近0.75ML，Fe的引入削弱了CO的吸附，对COH吸附影响甚小；当Fe的表面覆盖度为1ML时，CO和COH的最有利吸附位由穴位转化为Fe顶位和Fe-Fe桥位，相应的吸附能则有所增大，表明Fe的过度偏析能够增强CO和COH的吸附。Cu的引入会削弱C，O，OH，CO和COH的吸附，C，O，OH吸附能的降低有助于其在催化剂表面的扩散，进而提高消碳性能。（2）在NiCu表面上，O和OH优先吸附于Ni组成的穴位上，而在NiCo和NiFe表面上，O和OH优先吸附在由三个Co或Fe组成的穴位上，且吸附能显著增大，表明Co和Fe具有强的亲氧性质。（3）在单金属Ni(111)、Co(111)、Fe(110)、Cu(111)面及NiM合金表面上，OH物种比O物种具有更强的消碳能力，其中，仅在均相NiFe表面上，O物种比OH物种具有强的消碳能力。（4）第二活性组分Fe和Co引入到Ni催化剂中不利于积碳的消除，即在NiCo和NiFe合金表面上，产生的积碳不能从催化剂表面移除掉。但是，第二活性组分Cu引入到Ni催化剂中能够促进积碳的消除，即NiCu(111)合金表面有利于积碳消除。（5）在NiCu(111)表面上，Cu的表面偏析能够显著加速积碳的消除。在Cu偏析的NiCu表面，特别是在Cu适度偏析的NiCu表面上，能够明显抑制积碳的生成，并且促进积碳的消除。因此，一旦积碳形成在Cu偏析的NiCu合金表面，产生的积碳能够及时被O和OH物种移除，积碳生成与消除的高效周期性循环增强了催化剂的稳定性，这是Cu偏析的NiCu双金属催化剂显示优良催化活性和较强抗积碳能力的重要因素。