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CH4-CO2重整反应由于能有效利用富甲烷气、实现能量传输和解决日益严重的环境问题,因此得到了世界各国的关注。目前,关于重整催化剂的研究主要集中于贵金属和过渡金属催化剂。前者价格昂贵,后者易积碳失活。基于活性炭具有孔结构丰富、比表面积大、机械强度高和耐高温等优点,被广泛用作催化剂载体。将过渡金属负载到活性炭上可以改善催化剂的活性和稳定性。本论文以活性炭为载体,以Co为活性组分、Ca和Cu等金属为助剂组分制备了多金属催化剂,对催化剂的浸渍方法、助剂种类、助剂含量、焙烧温度和焙烧时间等进行了研究,并通过热重（TG）、扫描电镜（SEM）、N2吸附测试仪（BET）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱分析（XPS）等对催化剂进行表征,取得的研究成果与结论如下:1.优化得到了Co-CaO/AC催化剂的最佳制备条件:采用共浸渍法,Ca含量14 wt.%,焙烧温度为500℃,焙烧时间为4h。在反应温度800℃条件下,CH4和CO2的转化率维持在89.2%和93.4%左右,2000min内没有出现明显的失活现象。2.BET和SEM表征结果发现,Co/AC催化剂中添加Ca金属可以增大催化剂的比表面积,使活性金属分布更加均匀。H2-TPR、XPS和XRD分析表明,Ca金属的添加使催化剂上形成新的金属晶体,生成的Ca3Co2O6在重整反应过程中能够循环为反应提供新的活性位。Ca金属的添加促进了CH4裂解生成的沉积碳与CO2消碳达到平衡,从而保持催化剂的活性和稳定性。3.优化得到了Co-Cu-CaO/AC催化剂的最佳制备条件:采用共浸渍法,0.002mol/L Cu（NO3）2?6H2O,焙烧温度为600℃,焙烧时间为4h。在反应温度750℃条件下,催化剂表现出优异的催化活性,CH4和CO2的转化率分别为48.7%和68.3%,合成气中H2/CO维持在0.9左右。4.BET和SEM表征结果发现,Cu的加入使Co-CaO/AC催化剂的比表面积增大,并且Co、Ca和Cu的协同作用使活性物质钴的氧化物分散度提高,形成更小的活性粒子。H2-TPR表明Cu的添加促进了Co金属的迁移,使Co-Cu-CaO/AC的还原温度降低。另外,XRD和XPS表征发现Cu的添加引起催化剂上的活性组分的变化生成CuCo2O3晶体,使催化剂的稳定性增加。5.优化得到了Co-Mg/AC催化剂的最佳制备条件:采用共浸渍,Co（NO3）2?6H2O的浸渍量为1.14mol/L,Mg（NO3）2?6H2O为0.07mol/L,焙烧温度为400℃,焙烧时间为4h。在反应温度900℃条件下,CH4和CO2转化率分别维持在96.7%和97.0%左右。6.XRD表征结果发现400℃焙烧制备的Co-Mg O/AC催化剂上形成易于还原的Co3O4和Co2MgO4;当焙烧温度大于400℃,会形成难以还原的（Co,Mg）O共熔体,使得催化剂活性降低。BET表征结果发现适量的MgO助剂可以与载体发生作用,提高催化剂的比表面积。7.优化得到了Co-Cu-CaO/AC催化CH4/CO2重整最佳工艺条件:反应温度800℃,原料气中CO2/CH4体积比为1,原料气流量为120mL/min。在反应中CH4分子快速的吸附到催化剂前驱体中的Co微粒上形成游离的氢和表面碳物种;CO2分子快速吸附到催化剂中的钙金属氧化物上形成双配位基碳酸盐物种CaCO3;C-Co与双配位基碳酸盐物种CaCO3反应生成CO。