随着全球温室气体排放量（主要是甲烷和二氧化碳）的增加,全球变暖的趋势逐渐上升。为了解决这一环境问题,人们将研究重点放在开发绿色和可持续的能源,例如氢能和生物质等。甲烷二氧化碳重整反应（DRM）可以有效地将甲烷和二氧化碳这两种资源丰富、价格低廉的温室气体转化为更有价值的化合物。镍基催化剂因其价格低廉,初始活性高和资源丰富而得到广泛的应用。但是,应用于DRM反应的Ni基催化剂在反应中容易烧结和积炭,导致催化剂迅速失活。因此,对于实际应用,需要开发一种高效的催化剂,该催化剂能够承受高温并且能够抵抗由于积炭和烧结问题引起的失活。本文通过深入理解DRM反应的机理,从催化剂结构、物化性质等方面出发,设计合成具有高效催化性能的La2O3-Ni@MgAl2O4和Ni-Ce O2@SiO2两种催化剂。将这两种催化剂分别应用到DRM反应,并采用系列表征手段探究了催化剂的物理化学性质与其反应性能之间的关系。第一部分:采用一锅法和等体积浸渍法制备Ni@MgAl2O4,La2O3-Ni@MgAl2O4和La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂用于甲烷二氧化碳重整（DRM）。La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂的催化活性无论是在800 oC还是700 oC都能保持稳定。利用XRD、TEM、N2-吸附脱附、H2-TPR、拉曼和原位红外等对催化剂进行表征。结果表明,La2O3-Ni@MgAl2O4催化剂具有良好的分散性以及丰富的孔道结构、优异的氧化还原性能和抗积炭性能。此外,助剂La2O3吸附活化CO2后形成的La2O2CO3可抑制积炭的形成,从而提高催化剂的抗积炭性能。第二部分:采用反相微乳液法和等体积浸渍法分别制备了Ni-Ce O2@SiO2催化剂和两种负载型（Ni-Ce O2/SiO2,Ni/SiO2）催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应。Ni-Ce O2@SiO2催化剂在不同的反应温度下都具有最优异的催化活性,在800 oC下反应100 h和600 oC下反应20 h都表现出良好的稳定性。采用XRD、N2吸附脱附、H2-TPR、O2-TPD、H2-TPD和热重等表征对催化剂的结构、表面物种和氧化还原性等进行了分析。研究表明,Ni-Ce O2@SiO2催化剂的核壳结构和Ce O2增加了活性氧物种数量、提高了Ni的分散度以及增强了活性组分-载体之间的相互作用,从而表现出优异的抗积炭、抗烧结性能。此外,原位红外结果表明DRM反应在催化剂上遵循L-H机理,且Ce O2提供氧物种可与炭反应形成CO从而抑制积炭的形成,进而提高催化剂的抗积炭性能。