在非均相催化领域,金属纳米催化剂表现出高活性与高选择性。但由于纳米粒子自身易团聚及高温烧结、团聚特性,极大降低了纳米催化剂的催化活性和使用寿命。因此,如何获得兼具高活性、高稳定性的金属纳米催化剂成为多相催化领域的重点和难点问题。目前为止,人们通过各种物理化学办法仍然很难得到粒径均一、高活性、高稳定性的金属纳米催化剂。我们采用水滑石路径,基于其原位结构拓扑转变过程,获得了高分散、高活性、高稳定性的新型镍金属纳米催化剂。镍纳米粒子锚定在水滑石基质表面,从而显著提高了其分散度及稳定性。HRTEM表明镍纳米粒子均匀分布,并存在丰富缺陷位;采用正电子湮灭技术对镍纳米粒子的缺陷种类及相对丰度进行了深入研究,揭示了镍纳米粒子中大量空位团的存在对催化剂性能的提升具有重要作用。该催化剂对二氧化碳甲烷化反应表现出了优异的催化性能:反应温度300°C,二氧化碳的转化率为94%,甲烷选择性为100%,显著优于目前文献报道的Ni基催化剂。