社会的不断发展使得能源的消耗持续增加,而天然气作为三大化石能源之一,其储量远超过煤和石油,在石油短缺和巨大能源消耗的双重压力下合理有效的利用天然气资源可以在一定程度上缓解我国的能源危机。二氧化碳作为主要的温室气体,是引发全球变暖的主要因素。因此,二氧化碳的利用和减排至关重要。以甲烷和二氧化碳为原料制备高附加值的合成气或其他高利用价值的化工产品不仅可以实现甲烷和二氧化碳的综合利用,而且对于环境保护和节能减排等方面都具有重大意义。本文运用密度泛函理论（DFT）分别探究Ni₄/α-MoC（111）上甲烷二氧化碳重整制备合成气和Pd（111）上甲烷二氧化碳合成乙酸的反应机理,得出以下结论:1.在Ni₄/α-MoC（111）上,甲烷二氧化碳重整制备合成气的最优路径为CH₄持续裂解至CH,CO₂直接分解形成CO和O,CH被O原子氧化形成CHO中间体,最终CHO裂解形成CO和H。即CH₄+CO₂→CH₃+H+CO₂→CH₂+2H+CO₂→CH+3H+CO₂→CH+3H+CO+O→CHO+3H+CO→2CO+4H→2CO+2H₂,速控步为CH被O原子氧化形成CHO。2.在Ni₄/α-MoC（111）上考虑三种消碳方式,其一是C被O原子氧化形成CO;其二是C与OH反应生成COH中间体;其三是CO的逆歧化过程（C+CO₂→2CO）,DFT结果表明C被O原子氧化形成CO为最佳的消碳方式。3.在Pd（111）上,甲烷二氧化碳制备乙酸的最优路径为CH₄持续裂解至C,CO₂插入C形成CCOO中间体,生成的CCOO加氢形成CCOOH,随后CCOOH再进一步加氢形成产物乙酸。即CH₄+CO₂→CH₃+H+CO₂→CH₂+2H+CO₂→CH+3H+CO₂→C+4H+CO₂→CCOO+4H→CCOOH+3H→CHCOOH+2H→CH₂COOH+H→CH₃COOH,速控步为CH裂解形成C和H。