整体式催化剂是由许多狭窄平行通道整齐排列的一体化催化剂。与颗粒状催化剂相比，它具有压降低，传递性能好和反应混合物径向分布均匀，等优点，将其用于化工领域中的强吸／放热反应的直接耦合，可以大大强化反应过程，节约资源与能源，实现设备和流程的高度集成。本文作为该研究的前期工作，分别对长链烷烃脱氢反应和甲烷催化燃烧反应催化剂进行了研究。此外，还以甲烷催化燃烧与甲烷／二氧化碳重整作为模型反应，进行了直接耦合性能的初步实验。对于强吸热的长链烷烃脱氢反应，首先考察了反应条件对长链烷烃脱氢工业催化剂反应性能的影响。其次，制备了以工业催化剂为活性涂层的Pt-Sn-Li／Al₂O₃／FeCrAl催化剂。性能评价结果表明，反应温度、液时空速和氢烃摩尔比对催化剂脱氢性能都有重要影响。此外，考察了Pt负载量、搅拌时间、脱氯时间和载体对Pt-Sn-Li／γ-Al₂O₃颗粒状催化剂性能的影响。结果表明，Pt负载量、脱氯时间和载体是影响催化剂性能的三个重要因素。对于甲烷催化燃烧反应，制备了Pd／SiO₂和Pd／5％Ce_xZr_1-xO₂／SiO₂（x=0-1）系列催化剂。研究结果表明，Ce_xZr_1-xO₂的加入能改善Pd／Ce_xZr_1-xO₂／SiO₂催化剂中活性组分PdO的分散状态和氧化还原性能，从而提高催化剂的活性。最后，制备了用于甲烷催化燃烧和甲烷／二氧化碳重整直接耦合的金属基整体式催化元件。反应／反应耦合实验结果表明，外侧吸热反应消耗的热量来自内侧催化燃烧反应放出的热量，实现了这两个反应体系的直接热耦合。