CO2等温室气体的大量排放导致全球气候变暖,CO2减排成为重大紧迫需求。O2/CO2循环燃烧技术能大规模降低燃煤CO2排放,但制氧的高昂成本限制该技术发展。一种利用锅炉排出烟气中的二氧化碳和钙钛矿反应,生成氧气浓度较高的O2/CO2混合气体的链式制氧技术很有发展前景。为寻找一种释氧性能良好且结构稳定的钙钛矿型载氧体,本文通过正交实验改进了微波辅助溶胶凝胶法,合成了不同A位/B位组成的Ba-Co-O系列钙钛矿型金属氧化物,并通过固定床实验结合XRD和ESEM等分析手段对其反应特性以及循环性能等进行了实验研究。主要的实验内容和结论如下:固定床实验结果表明,A位、B位取代掺杂对钙钛矿载氧体的释氧性能有很大影响,A位应选择离子势小、离子半径大的碱土金属Ba,而B位应选择可变价离子势小的Co,BaCoO3-δ的释氧性能最好;BaCoO3-δ反应前后的ESEM图和XRD图得出,反应前样品蓬松多孔,主要是钙钛矿结构;反应后样品出现明显团聚,主要为BaCO3、Co3O4和CoO。BaCoO3-δ型载氧体与CO2反应释氧的最佳吸附、脱附温度都是850℃左右,释氧量随着吸附温度和脱附温度的增加先增加后减小;释氧量随着氧吸附时间增加而增加,超过30 min后增加缓慢;反应压力对反应影响很大,氧脱附量几乎随着压力增加呈线性增长。由正交实验得出微波辅助溶胶凝胶法的最佳条件为:pH值8,微波时间25 min,微波功率77%(额定功率700 W),马弗炉煅烧温度500℃,影响因素的主次顺序为:pH>微波时间>煅烧温度>微波功率。ESEM图和XRD图分析得出正交实验制得的BaCoO3-δ均为钙钛矿相,偏酸性或强碱性前驱体溶液均不适合BaCoO3-δ钙钛矿晶体的生长,长时间大功率微波以及高温煅烧会使样品表面发生烧结。BaCoO3-δ的循环释氧性能良好,循环前后的ESEM图和BET结果表明循环后BaCoO3-δ样品变化不大,空隙减少不明显,能够为O2/CO2循环燃烧供给稳定的O2/CO2混合气体。