中文摘要：

钙钛矿型复合氧化物在高温下是氧离子导体，具有优良的结构稳定性和氧化－还原性能，广泛用作轻烃氧化催化剂。前期工作表明，钙钛矿复合氧化物的晶格氧可将甲烷选择氧化为合成气。钙钛矿的组成和结构是决定其表面氧或晶格氧的传递特性及其与甲烷反应性能的重要因素，本研究以甲烷为探针分子，采用程序升温技术、脉冲反应、瞬变切换反应、XPS、ESR等方法研究复合氧化物组成和结构与其晶格氧反应性能的关系，阐明晶格氧催化剂的作用机理，为设计和研制新型钙钛矿晶格氧催化材料提供实验和理论依据。用晶格氧代替分子氧，按Redox循环将甲烷氧化为合成气，实现非空分制氧的甲烷氧化制合成气新工艺，不仅可省去传统工艺中昂贵的制氧部分的投资和操作费用，还可避免甲烷/氧共进料工艺存在的爆炸危险，具有重要的应用前景和理论意义。

结论摘要：

钙钛矿型复合氧化物在高温下是氧离子导体，具有良好的稳定性和氧化－还原性能。通过制备方法的调控，获得了能够高选择性地转化甲烷制取合成气的La-Fe-O系钙钛矿，其组成对甲烷选择氧化具有显著影响。通过探针分子，程序升温方法、脉冲反应、瞬变切换反应、XPS等方法的研究和表征，对La-Fe-O系晶格氧催化材料选择氧化甲烷的作用机理进行了探。讨设计和研制了基于La-Fe-O的钙钛矿晶格氧催化材料，用这种材料进行了甲烷选择氧化制合成气实验，初步验证了非空分制氧的甲烷氧化制合成气新工艺是可行的。