近年来，甲烷、二氧化碳温室气体的大量排放导致全球气温上升，引起了人们的广泛关注。甲烷二氧化碳重整反应不仅能够有效缓解两种气体造成的温室效应，而且反应产物-合成气可通过费托合成转化成液体燃料。目前该类反应中最常用的催化材料是镍基催化剂，但该催化剂存在镍纳米颗粒易烧结及镍表面积碳严重等问题，使得催化剂快速失活，阻碍了其在重整反应中的工业化应用。针对这些问题，本论文合成了有序介孔Ni/SiCeZr、NiSiAl复合氧化物及NiCeGd/KIT-6复合物，这些材料具有比表面积高、孔道排列规则有序、孔径分布窄、结构稳定等特点，这提高了其在重整反应中的催化性能。主要研究内容和结论如下：

1．运用挥发自组装的方法合成了一系列不同Si/(Ce+Zr)比的有序介孔SiCeZr复合氧化物，并用作Ni基催化剂的载体用于甲烷二氧化碳重整反应中。Si的引入抑制了CeZr纳米颗粒的生长和晶化，提高了CeZr有序介孔结构的高温稳定性和介孔限域效应，进而增强了 Ni 纳米颗粒的稳定性。另外，Si引入提高了CeZr表面氧空穴的浓度和氧移动性。以上特性增强了催化剂Ni/SiCeZr在甲烷二氧化碳重整反应中的抗积碳性能和稳定性。

2．运用一锅法挥发诱导自组装方法合成一系列不同Si/Al比的有序介孔NiSiAl复合氧化物并用于甲烷二氧化碳重整反应。NiSiAl具有大的比表面积、大孔容及均一的孔道结构。Si 引入抑制了NiAl有序介孔骨架在甲烷二氧化碳重整反应中无定型Al₂O₃向γ-Al₂O₃的转变，增强了NiAl有序介孔结构的稳定性，提高了Ni纳米颗粒的分散度和稳定性，使NiSiAl具有高抗积碳性和催化稳定性。

3．运用浸渍法在KIT-6上负载不同质量的NiCeGd复合氧化物并用于甲烷二氧化碳重整反应中。引入KIT-6抑制CeGd纳米颗粒的热烧结，提高了Ni的分散度、NiCeGd表面氧空穴浓度和氧移动性，进而增强了NiCeGd在甲烷重整反应中的抗积碳性和催化稳定性。

4．为解决光催化中光生电子空穴难分离问题，制备了哑铃状的Au(Pd₄S)/CdSe@CdS 纳米棒及立方体Cu₂O负载金属氧化物的共催化剂，实现了电子空穴的有效分离，在光催化降解染料分子中取具有优异的性能。