为了有效地利用化石能源,将天然气作为原料进行了深入研究。天然气的主要成分甲烷被整合成合成气（H₂+CO）,合成气可通过费-托合成转化为液体燃料或其他化学品。Ni基催化剂对裂解烃或活化反应物具有高催化活性,而Al₂O₃作为一种低成本的催化剂载体。因此,Ni/Al₂O₃催化剂体系已广泛应用于甲烷重整和其他催化过程。此外,Ni/Al₂O₃催化剂在煅烧后形成NiAl₂O₄,NiAl₂O₄的形成增加了Ni的分散和催化剂/载体的相互作用。然而,在甲烷重整过程中,NiAl₂O₄的低还原性导致了低Ni利用率,而且在氧化剂（例如O₂,H₂O和CO₂）存在下会重新形成惰性NiAl₂O₄。由于惰性NiAl₂O₄的重新形成,降低了Ni/Al₂O₃催化剂的活性。本文通过添加促进剂对Ni/Al₂O₃催化剂进行改性,促进剂主要通过抑制NiAl₂O₄在煅烧过程和反应过程形成,以及促进NiAl₂O₄的还原来提高Ni/Al₂O₃催化剂的催化活性。一、CeO₂通过形成CeAlO₃有效地促进了NiAl₂O₄的还原,从而阻止了NiAl₂O₄的再生。我们首次提出通过形成CeAlO₃促进NiAl₂O₄还原的途径并且得到热力学证实。已经确定了影响CeAlO₃形成的其他因素:还原过程中复合物中Ni的存在通过CeO₂和NiAl₂O₄的固体反应促进了CeAlO₃的形成;高还原和反应温度有利于CeAlO₃的形成和稳定。二、MgO在催化剂煅烧过程中通过形成MgAl₂O₄固定Al₂O₃,从而减少NiAl₂O₄的形成。然而,促进效果受到具有低还原性的NiO-MgO固溶体的形成的限制。CeO₂通过形成CeAlO₃促进NiAl₂O₄还原,抑制NiAl₂O₄在反应过程中重新形成。本研究首次通过优化MgO-CeO₂-Ni/Al₂O₃催化体系中MgO和CeO₂的含量,证明了MgO和CeO₂的协同促进作用对Ni/Al₂O₃催化剂甲烷部分氧化的促进作用。通过一步静电纺丝制备的纤维状催化剂具有良好的热稳定,为进一步研究协同作用奠定了基础。三、本文利用纤维催化剂的热稳定结构研究了La₂O₃的促进作用和煅烧温度对Ni/Al₂O₃催化剂的影响。加入La₂O₃通过形成钙钛矿型LaAlO₃逐渐减少了NiAl₂O₄的形成,并在反应过程中稳定存在,从而抑制了惰性NiAl₂O₄的再次形成。煅烧温度越高,获得的LaAlO₃钙钛矿的结晶度越高,改善了Ni还原性和增强了催化剂/载体相互作用,因此在甲烷重整过程中具有高的催化活性。因此,研发出用于高温甲烷重整的热稳定的纤维状Ni/LaAlO₃催化剂。