化工过程强化的现代概念是指发展化工过程新技术以便能显著减小过程设备体积，高效、节能、清洁并最终导致过程工业的可持续发展。整体式催化剂作为一种新的过程强化技术，它与传统的颗粒状催化剂相比具有压降低、反应物径向分布均匀，传递特性良好等优点，已经成功地应用在环境污染控制领域。但在石油和化学工业中的应用还处于起步阶段。本书首先构思利用金属基整体式催化剂良好的传热传质性能和低压降等优点，以放热反应的反应热作为吸热反应的热源，两反应同时发生在整体式催化反应器间壁的两侧，直接进行热耦合，以期实现工艺过程的高度集成并大大提高热利用效率。然后根据该构思，对用于甲烷催化燃烧反应和甲烷二氧化碳重整反应的一系列金属基整体式催化剂的合成、结构、性能以及构效关系进行了系统研究。最后构思并发展了使上述两个反应能够直接热耦合的金属基整体套管式催化反应器。利用该反应器和所合成的金属基整体式催化剂，对这两个反应直接热耦合的性能进行了系统研究。