化石燃料的燃烧排放出的大量二氧化碳（CO₂）是导致地球气候变暖的根本原因,由此诱发了一系列的生态环境问题。因此,CO₂捕集及其资源化利用成为一个当今全球性的重要研究课题。CO₂可以作为一种重要的化工原料,用于加氢反应、碳酸酯及尿素等化学品的合成。甲烷（CH₄）作为代用天然气的主要组成成分,在国民生产中占据着十分关键的地位,将CO₂加氢转化为CH₄等能源产品具有重要的意义。因此,CO₂加氢甲烷化反应有很大的发展前景。电制气技术（PtG）通过太阳能或者风能等新能源发电制氢,进而利用CO₂加氢反应合成CH₄,是一个重要的CO₂利用途径。近年来,德国、日本、美国等国已经建成多个PtG示范项目。我国应当大力发展新能源发电技术和CO₂捕获技术,大幅降低PtG技术的工艺成本,有效实现CO₂减排,同时缓解天然气供应不足的问题。本论文首先合成出三种不同晶相的氧化锆（单斜、四方、立方）,采用常规浸渍法制备出Ni/ZrO₂催化剂,添加Re和W助剂,考察了各种催化剂样品在CO₂甲烷化反应中的性能,结合表征结果,分析了氧化锆载体晶相结构、添加助剂对催化剂甲烷化反应性能的影响,主要研究内容总结如下:（1）ZrO₂晶相对负载Ni的尺寸有显著的影响,通过谢乐公式计算得到Ni/t-ZrO₂催化剂的Ni的晶粒尺寸最小（16.79 nm）;（2）Ni/t-ZrO₂催化剂表面相对较多的碱性位点和氧空缺对CO₂有较强的吸附,进而生成的单齿或双齿碳酸盐更容易分解脱附CO₂;（3）制备出不同负载量（1-9 wt%）的Ni/t-ZrO₂催化剂,发现负载量为7 wt%时催化剂活性最高,此时达到金属镍在t-ZrO₂表面的单层分散阈值（0.388 g/g）;（4）添加4 wt%的Re或W后,Ni/t-ZrO₂催化剂的CO₂转化率略有提高,在500°C的反应条件下,CO₂转化率大于80%,CH₄选择性达到85%,添加助剂增加了催化剂表面的氧空缺数量,进而改善了甲烷化反应性能。