本发明公开了一种三氧化二铝-镍催化复合膜，其制备过程包括多孔通孔阳极氧化铝膜预处理、镍盐水溶液的制备、镍盐饱和溶液的制备、用电化学法和热分解法在氧化铝膜内填充镍催化剂而得三氧化二铝-氧化镍复合膜，再将所得的三氧化二铝-氧化镍复合膜放入固定床反应器内，在H2:N2的体积比为10%的气氛下还原，最终得到本发明的一种三氧化二铝-镍催化复合膜。本发明的三氧化二铝-镍催化复合膜，由于镍元素高度均匀的分散在多孔通孔阳极氧化铝膜内，将其用于催化甲烷水蒸气重整制氢过程，甲烷催化转化率大于95.02%。