在催化反应中,传统的反应器经常受到外部热源传热的限制存在热利用效率低、响应慢等问题。而电加热的优势在于对温度的快速响应,可以通过直接加热催化剂达到原位加热的效果,提高热利用效率。泡沫镍（NF）不仅具有良好的传热传质性能,还有比致密材料更适合的体积电阻率,能够充分发挥电加热的优势。利用化学方法在NF表面制备出微纳米级的分级孔道结构,并通过浸渍的方法负载助剂或活性组分,可以实现催化剂的原位高效加热,为高效反应器加热方式的探索提供了一种新的策略。本文以商用NF（孔径110 PPI）作为初始的基底材料,通过在其骨架表面制造出微纳米级别的孔道结构,获得了具有更大比表面积的分级多孔泡沫镍（GPNF）。之后将GPNF作为载体,制备了一系列的GPNF基结构化催化剂,并考察了在非原位加热的方式下所制备催化剂的氨分解和甲烷干重整活性和稳定性。最后分别以电炉和自制的原位电加热装置对相同催化剂进行加热,考察两种加热方式在不同反应下的能耗和催化剂的活性。具体研究内容如下:（1）分级多孔泡沫镍的制备及工艺优化分别采用电化学去合金、气相氧化还原法制备了两种GPNF。通过优化沉积电流密度和氧化还原的温度与时间,可获得比表面积分别为1.03 m~2/g和0.62m~2/g的分级微孔结构,比表面积相对于NF分别提高了34和20倍。两种GPNF分别用于氨分解测试,发现与气相氧化还原法相比,电化学去合金法制备的GPNF的微结构在高温下极易粗化,而且氨分解活性更低。在后续实验中,选择了气相氧化还原法作为本工作的GPNF制备方法。（2）氧化铝改性GPNF在氨分解反应中的热稳定性研究为了进一步提高GPNF的热稳定性,采用超声浸渍法在其表面负载了高熔点的Al2O3作为结构助剂。结果表明,Al2O3的引入可以有效阻止微孔在高温下的粗化,大大提高了催化剂的热稳定性。（3）氧化镁改性GPNF在甲烷干重整反应中的热稳定性和抗积碳性能研究采用碱性MgO来提高GPNF在甲烷干重整反应中的热稳定性和抗积碳能力。CO2-TPD测试结果表明MgO的负载可以显著增强催化剂对CO2的吸附能力,达到消除积碳的目的。催化剂的稳定性测试表明,MgO/GPNF具有比GPNF和NF更高的稳定性和抗积碳能力。（4）原位电加热下催化剂的性能研究首先设计了将Al2O3/GPNF作为电加热材料的原位加热装置,用于所制备催化剂的性能测试,以及与传统加热方式的对比研究;结果表明,在空速为240000m L·g-1·h-1的20%NH3/Ar气氛下,NH3能够在700 K时实现84%的转化,反应器热利用效率最高可以达到51.40%,消耗的电能为19 W。之后同样对甲烷干重整反应进行了探究,在空速为31000 m L·g-1·h-1,反应温度为973 K时,MgO/GPNF催化剂可以实现95%以上的CH4和CO2转化,而此温度下的消耗的电能只有30 W,不足电炉加热的二十分之一。