等离子体催化是一种新兴的工业脱碳电气化技术。等离子体催化甲烷干重整技术（Dry Reforming of Methane,简记为DRM）依靠等离子体和催化剂的相互作用,取得了较高的化学转化效率,因而近年来受到了广泛地关注。催化剂表面对等离子体的影响预计将发挥主要作用,但它们仍未被探索。为了揭示等离子体辅助甲烷干重整中等离子体与催化剂的相互作用及协同效应机理,本文利用理论分析、数值仿真等手段对此开展了针对性研究,主要研究内容包括:（1）建立了等离子体催化甲烷干重整的流体-0D全局耦合模型,结合表面动力学来揭示铂（Pt）催化剂表面反应如何影响气相粒子的空间再分布。利用两种对比模型（包括表面动力学和不包括表面动力学）以及Spearman秩相关系数来量化关键物种（H、CH、CH2）对CO生成的影响。除了Pt催化剂可以通过改变粒子表面损失/产生直接影响等离子体化学的普遍认识之外,本研究还提出了催化剂可以影响活性物质的空间分布,从而间接影响等离子体化学。这一结果突破了现有依赖于简化0D模型的技术水平,首次揭示了等离子体催化中的空间重分布机制。（2）从第一性原理出发,结合密度泛函理论（DFT）模型和俄歇中和理论,计算了特定催化剂材料带电表面的二次电子发射过程,构建了流体-DFT耦合模型。以γ-Al2O3带电表面为例,研究了γ-Al2O3表面电荷对离子诱导二次电子发射系数的影响。模拟结果表明,随着表面电荷由负向正的变化,部分低电离能离子（如Ei=12.6 e V）的二次电子发射系数先增大后减小,呈非线性变化趋势。这与之前的模型中所观察到的电子结构的单调下降趋势有很大的不同。这种不规则增加的二次电子发射系数可以归因于较低的轨道能量逃逸概率。结果进一步说明,过度电荷会导致缺陷态和导带底部的能带分裂现象,从而导致被激发态电子占据的轨道能量降低。催化剂表面电子结构的非线性变化更真实地反映了带电表面电子结构对二次电子发射过程的影响。本文工作的主要贡献包括:构建了两种等离子体辅助甲烷干重整的多尺度耦合模型,一方面提供了探究催化剂对等离子体作用的工具,另一方面提供了一种从特定催化材料中计算二次电子发射系数的精确方法;提出了催化剂表面动态吸附-解吸过程驱动了催化剂的空间分布机制,使得先前难以捉摸的活性物种再分布的解释成为可能;证实了等离子体带电表面上二次电子发射系数的非线性现象,提供了材料表面电子结构非线性效应的典型例子。这些结果对日益增长的等离子体-表面相互作用仿真研究是迫切需要,并可能为等离子体催化可持续化学过程提供新的机会。