1.一种由甲烷制备合成气的方法，所述方法包括在足以制备气体产物流的条件下使包含氢气(h2)、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)、甲烷(ch4)和水(h2o)的反应物气体流与催化剂材料接触，所述气体产物流包含h2/co的摩尔比为1.4至2.0的h2和co，其中催化剂材料包含：
化学惰性的金属氧化物核；
沉积在金属氧化物核表面上的氧化还原金属氧化物层，所述氧化还原金属氧化物层包含掺杂剂；和
沉积在氧化还原金属氧化物层表面上的催化活性的金属。
2.根据权利要求1所述的方法，其中反应条件包括700℃至1000℃的温度、约0.1mpa至2mpa的压力、500h-1至100000h-1的气时空速。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中反应物流包含25体积％至40体积％的h2、5体积％至30体积％的co、5体积％至20体积％的co2、10体积％至30体积％的ch4和10体积％至30体积％的h2o。
4.根据权利要求3所述的方法，其中反应物流包含30体积％至35体积％的h2、10体积％至20体积％的co、10体积％至15体积％的co2、15体积％至20体积％的ch4和15体积％至20体积％的h2o。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中h2/co的摩尔比为1.6至2.0，优选为1.85。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中条件包括在使催化剂与气体反应物流接触之前，在至少550℃的温度下使催化剂与包含至少50体积％的co2的co2流接触至少6小时。
7.根据权利要求6所述的方法，其还包括用ch4、h2o、co和h2代替co2流中的一部分co2以产生气体反应物流。
8.根据权利要求7所述的方法，其中代替co2流中的一部分co2包括：
(a)在至少600℃的温度下将ch4引入到co2流中，并使加热的催化剂与co2/ch4流接触至少1小时；
(b)随时间增加co2/ch4流中ch4相对于co2的量的浓度，以产生包含约等量的co2和ch4的co2/ch4流；
(c)在至少700℃的温度下将h2o引入到co2/ch4流中以形成co2/ch4/h2o流；以及
(d)在至少700℃的温度下将co和h2引入到co2/ch4/h2o流中，形成包含h2、co、co2、ch4和h2o的气体反应物流。
9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(b)还包括以约5℃每小时至10℃每小时的速率将温度从600℃增加至至少700℃。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中催化剂上焦炭的形成被基本抑制或完全抑制。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中压力保持恒定达至少600小时或至少1200小时。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其还包括将产物流提供至直接还原铁装置，并将氧化铁还原为铁。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中催化剂具有核/壳结构，其中氧化还原-金属氧化物层包围核，并且优选核是氧化铝或碱土金属铝酸盐核。
14.根据权利要求13所述的方法，其中碱土金属铝酸盐核是铝酸镁、铝酸钙、铝酸锶、铝酸钡或其任意组合。
15.根据权利要求14所述的方法，其中碱土金属铝酸盐核是铝酸镁，氧化还原-金属氧化物层是二氧化铈层，金属掺杂剂是铌(nb)、铟(in)、镧(la)、镓(ga)或其任意组合，并且活性金属是镍(ni)。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中：
化学惰性的金属氧化物核是氧化铝或铝酸镁；
氧化还原-金属氧化物层是二氧化铈(ceo2)，金属掺杂剂是铌(nb)、铟(in)镧(la)、镓(ga)或其合金或其任意组合；并且
活性金属是镍。
17.根据权利要求16所述的方法，其中化学惰性的金属氧化物核含有
65重量％至85重量％的氧化铝或铝酸镁；
氧化还原-金属氧化物层含有10重量％至20重量％的二氧化铈；以及
镍以5重量％至10重量％的量存在。
18.根据权利要求17所述的方法，其中0.5重量％至2重量％的铌或铟被引入到二氧化铈层的晶格框架中。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中氧化还原-金属氧化物层的厚度为1纳米(nm)至500nm，优选为1nm至100nm，更优选为1nm至10nm。
20.一种用于直接还原铁矿石的系统，所述系统包括：
能够由气体反应物流制备合成气的重整装置，和
与重整器流体连通的炉，所述炉能够使用从重整器接收到的合成气来还原铁矿石，
其中所述合成气包含氢气(h2)/一氧化碳(co)的摩尔比为1.6至2.0的h2和co，所述气体反应物流包含h2、co、二氧化碳(co2)、甲烷(ch4)和水(h2o)，所述重整装置包括：
包含气体反应物原料和催化剂材料的反应区，所述催化剂材料包含：
化学惰性的金属氧化物核；
沉积在金属氧化物核表面上的氧化还原金属氧化物层，所述氧化还原金属氧化物层包含掺杂剂；和
沉积在氧化还原金属氧化物层表面上的催化活性的金属。