前言：甲烷化学链干气重整(CLDR)技术是利用固体氧载体中的晶格氧代替气相氧与甲烷反应，不仅能够抑制逆水煤气变换反应，大幅提高合成气的选择性且合成气 n(H₂)/n(CO)比例接近理想值（~2），而且还能够将温室气体CO₂定向转化为CO。开发具有高甲烷转化率、高合成气选择性和高循环稳定性的氧载体是 CLDR 的关键。LaFeO₃钙钛矿是一种优良的氧载体，元素的价态、比例及空位含量易于调节，且对甲烷部分氧化产生合成气具有高选择性。但是，LaFeO₃中的Fe³⁺快速还原为Fe²⁺后，Fe²⁺进一步还原为Fe的过程十分缓慢，反应过程中的甲烷转化率较低。本文尝试对LaFeO₃钙钛矿进行改性，发现CuO掺入能够大幅提高甲烷转化率和循环稳定性。

实验部分：采用溶胶凝胶法制备CuO-LaFeO₃氧载体；使用XRD对氧载体进行结构表征，然后在常压固定床反应器上对氧载体进行CLDR循环稳定性测试。

由图1可以看出4个新鲜样品都是由CuO和LaFeO₃钙钛矿复合而成。随着Cu含量的增加，CuO的衍射峰强度逐渐增强，同时LaFeO₃的晶相衍射峰明显向低角度偏移，暗示LaFeO₃晶胞参数的增大。考虑到Cu²⁺(0.069nm)离子的半径大于Fe³⁺(0.064nm)和Fe⁴⁺(0.058nm)，以上现象表明Cu²⁺离子进入了钙钛矿结构。由图2可知，LaFeO₃钙钛矿氧载体的甲烷转化率随着循环次数的增加逐渐下降，在第10次循环时甲烷转化率下降到60%左右，而Cu改性的复合钙钛矿氧载体在10次CH₄/CO₂氧化还原循环过程中甲烷转化率始终大于90%，显示优异的循环稳定性。因此，Cu改性复合钙钛矿氧载体可作为CLDR系统潜在氧载体。