本论文结合目前金属以及非金属材料最前沿的制备技术,借鉴核壳纳米催化剂的制备手段,探索新型催化剂的制备方法,尝试将金属纳米粒子催化剂包裹在Si O2中,提高其稳定性,同时减小纳米粒子的尺寸以提高活性的新型高效催化剂,并深入研究其催化性能与纳米粒子粒径之间的关系。全文围绕上述目标主要开展了以下几方面的工作:(1)通过调节表面活性剂PVP的浓度,用化学置换的方法可以制备出不同尺寸的均匀Hollow-Ni Pt纳米粒子。通过盐酸处理除去了合金中的Ni组分,探究合金纳米粒子去合金化后的孔道结构大小这一因素对间二硝基苯加氢催化性能的影响,在此基础上提出了反应中反应物、中间产物和产物在不同纳米结构的催化剂上吸附能力不同影响反应活性这一假设。(2)通过将Hollow-Ni Pt纳米粒子分散在乙醇和氨水的混合溶液中加入TEOS在其表面沉积一层氧化硅通过调节TEOS的加入量可以得到Si O2壳层厚度可调的Hollow Ni-Pt@Si O2核壳催化剂且很大程度上提高了Hollow-Ni Pt纳米粒子的热稳定性。(3)通过Ni(acac)2热裂解和BTB还原Ni(acac)2的方法制备了粒径分别为3 nm,5 nm,10 nm,60 nm的Ni纳米粒子,用油包水反相微乳液的方法和Stober法将Si O2包裹在Ni纳米粒子的表面形成不同核粒径的Core-Shell结构催化剂同时这种结构的催化剂具有高热稳定性。(4)拓展了Ni@Si O2核壳催化剂的应用将不同核粒径的Core-Shell结构催化剂用于CH4-CO2重整反应中。这种Ni@Si O2 Core-Shell结构催化剂在800℃高温焙烧使表面Si O2晶化后具有很好的热稳定性,可以使反应稳定运行1000 h,且CH4和CO2的转化率都在90%以上,H2和CO的选择性都在99%以上,CO/H2的值都在1左右。不同的粒径的Ni对反应活性影响较大,粒径越小,活性越好。同时得出了粒径越大积碳越多且积碳较难消去的结论。本论文通过TEM、XRD等测试手段,对材料的形貌进行了详细的分析和表征,同时利用CH4-CO2重整反应为探针反应探讨了催化剂活性及热稳定性与结构的关系。研究结果表明,这种Ni@Si O2 Core-Shell结构催化剂具有良好的活性及优越的热稳定性,这主要归因于核壳催化剂中很小的纳米尺寸的核,同时表面的结晶态的Si O2起到了防止Ni纳米粒子团聚长大的作用,这是催化剂具有良好的热稳定性的关键,此外小尺寸的Ni粒子具有抗积碳的作用,这也有利于提高催化剂的活性和热稳定性。实验结果证明Ni@Si O2 Core-Shell结构催化剂是一种高效催化剂。