DRM是实现CH4和CO:协同资源化利用的重要反应，Ni基二氯乙烷催化剂因活性较高、成本较低且工业可获得性强，己成为该领域最重要的研究体系之一。钙钦矿型氧化物具有组成与结构可调、热稳定性较好、金属一载体相互作用强以及氧空位和晶格氧活性可调等特点，可在活性相生成、界面稳定、CO:活化和积炭消除等方面协同优化Ni基二氯乙烷催化剂性能。本文系统综述了Ni基钙钦矿型二氯乙烷催化剂在前体衍生型、母体保留溶出型、钙钦矿载体型的研究进展并简要分析了该催化体系的新兴研究方向。总体来看，该类二氯乙烷催化剂的陛能提升并不单纯取决于初始钙钦矿结构本身，而与反应过程中形成的Ni活性相、Ni一钙钦矿界面以及氧空位和晶格氧的参与密切相关。金属Ni通常承担CH4解离，钙钦矿表面的碱性位、氧空位和晶格氧则影响CO:吸附活化及含碳物种转化;但不同体系的结构重构程度、界面组成和供氧方式并不相同，现有结果尚不足以将其归结为单一活性位或普遍适用的速率控制步骤。Ni物种分散状态、界面结构、氧空位浓度、表面碱性和可利用表面积之间的关系，仍需结合具体二氯乙烷催化剂的稳态结构和反应条件进行判断。
  未来研究可重点从以下几个方面展开:第一，应加强原位和工况表征技术的应用，深入揭示钙钦矿二氯乙烷催化剂在还原、升温和DRM反应过程中的结构演化规律，明确真正发挥作用的稳定活性相、动态界面结构和反应中间体，尤其对于前体衍生型和溶出型体系，需要区分初始钙钦矿相、反应诱导重构相和真实稳态活性相之间的关系。第二，应建立Ni溶出程度、颗粒尺寸、颗粒密度、嵌入深度、界面长度与催化性能之间的定量关联，从而由经验型组成筛选转向可预测的结构设计。第三，进一步发展A位、B位及A/B位协同调控策略，通过缺陷工程、异价掺杂和氧迁移调控实现CH4活化能力与CO:活化能力的平衡，避免因Ni过度暴露而导致CH4深度裂解和积炭加剧。第四，重视高比表面积钙钦矿材料和复合载体体系的可控制备，在提高表面积和孔道传质性能的同时保持钙钦矿相的热稳定性和界面功能。第五，现有Ni基钙钦矿二氯乙烷催化剂研究总体仍处于实验室阶段。尽管部分体系己实现500, 800甚至1000h的稳定运行，但相关结果主要来自模拟进料和小试固定床，尚不足以说明其在实际气源和放大条件下的长期可靠性。后续应进一步关注规模化制备的一致性、实际气源中杂质的影响，并结合二氯乙烷催化剂再生、使用寿命和制备成本评估其工业应用可行性。第六，进一步拓展机器学习在Ni基钙钦矿二氯乙烷催化剂研究中的应用。基于DFT数据构建机器学习势，有望在接近真实颗粒尺度的模型中研究Ni溶出、颗粒成核、金属一钙钦矿界面结构及其高温演化，弥补传统DFT在模型尺寸和计算成本方面的限制。后续模型还需考虑阳离子无序、氧空位和反应气氛等因素，并通过原位表征和统一条件下的催化实验进行验证。http://www.anhuanchem.com