我国煤炭资源比较丰富，当前能源消费结构中煤炭的所占的比重达60％以上，远远高于世界26.5%的平均水平，是一个典型的富煤贫油的国家。而目前，我国由于煤等化石能源燃烧产生的CO2排放量居世界第二位，约占全世界排放总量的13%左右。相关预测表明，到2030—2035年期间，我国的CO2排放总量将超越美国，居世界第一位。在全球气候变暖以及世界各国呼吁降低温室效应的大背景下，我国的CO2减排形势显得相当严峻，特别是控制煤燃烧过程中的CO2减排。而氧解耦化学链燃烧正是近年来提出的一种新兴的CO2减排与捕集技术。而该技术的关键在于对载氧体活性以及循环反应性能的研究，这对氧解耦化学链燃烧技术应用于实际工程项目具有重要的指导意义，对于CO2减排也具有重要的环保意义。　　本文在深入分析化学链燃烧技术以及载氧体研究进展的基础上，首先以纯净的CuO粉末为研究对象，利用热重分析仪分析研究了CuO的释氧特性等，包括了不同氧气气氛，升温速率，温度等的影响；考察了CuO载氧体的氧化还原循环反应能力。采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth方法对CuO载氧体在不同氧气浓度下的动力学参数进行了拟合求解。在此基础上，采用Al2O3、TiO2和SiO2等惰性载体对CuO载氧体进行了改性处理，并再次考察了改性后的载氧体的释氧性能和循环反应性能。然后利用XRD和SEM等表征技术对循环反应前后的改性载氧体进行了研究分析。另外，在热重仪和固定床燃烧反应器上，对Cu6Si4和Cu6Ti4载氧体进行了煤化学链燃烧研究。　　研究结果表明，CuO载氧体的开始释氧温度Ts随O2浓度的增加上升。升温速率越对CuO中氧气的释放也有影响，升温速率越大，开始释放氧气的温度Ts以及达到10%完全释氧量的温度Tf越高。反应温度越高，CuO载氧体的释氧速率也越快。Cu2O与O2反应的速率在初期基本不受反应温度的控制。但到反应后阶段，温度越高，Cu2O越容易结合O2生成CuO。CuO载氧体的吸氧释氧能力随着循环次数的增加而逐渐下降，这主要是由于CuO高温下烧结造成的。另外，动力学分析表明：在相同升温速率下，随氧气浓度的提高，CuO释氧段表观活化能呈大幅上升趋势。　　CuO的改性处理研究结果表明，Al2O3惰性载体的添加提高了CuO的释氧速率，其改善效果为：Al2O3>TiO2>SiO2。然而，Al2O3并没有提高CuO的循环反应性能，原因主要是由于Al2O3在高温下与氧化铜反应生成了CuAl2O4。TiO2对CuO的抗烧结能力起了很大的作用，其循环反应性能提高了很多。而SiO2也对CuO的抗烧结能力有一定的改善。另外，循环能力测试实验还表明反应温度越高，CuO的烧结现象越明显。　　Cu6Si4和Cu6Ti4载氧体的煤化学链燃烧实验表明，Cu6Ti4载氧体与煤的反应性能较之Cu6Si4载氧体更好，原因在于TiO2对CuO的改性效果最好。而载气流量的大小对煤与载氧体反应活性的影响不大。Cu6Si4和Cu6Ti4在固定床上的循环性能下降的主要原因是因为煤中灰分所含的矿物质与CuO反应生成了CuAl2O4，Cu0.125Mg0.785等物质。而SEM显示Cu6Si4载氧体释氧量下降的幅度更大还在于载氧体中颗粒的烧结聚集现象更严重。