为了提高催化膜反应器中乙烷和乙烯的产率，实验通过在LSCF中空纤维陶瓷膜内外表面涂覆钙钛矿材料催化剂及透氧膜层，以期提高甲烷氧化偶联反应的催化效果。本实验主要研究了催化复合陶瓷中空纤维膜反应器在不同条件下如催化剂质量和甲烷/空气比等在甲烷氧化偶联反应中的催化反应效果。　　采用微波辅助的溶胶凝胶燃烧法合成了钙钛矿氧化物LSCF基膜材料、SSCF、BSCF透氧材料、SCYb催化剂材料，主要考察了合成条件如甘氨酸/金属离子摩尔比、总金属离子浓度和焙烧温度对纳米晶体形成了钙钛矿结构的影响，并对合成方案进行了系统的研究和优化。文中主要以SSCF合成为例详细的介绍了材料的制备过程，运用扫描电子显微镜(SEM)对合成粉体的形貌和粒度进行表征，运用热重量差热分析(TG-DTA)考察了前躯体的稳定分解情况，用X射线衍射(XRD)技术表征了不同合成情况下的结晶情况。实验结果表明，当甘氨酸/金属离子比例控制在2，初始金属离子浓度为0.25mol/L且焙烧温度在800℃，可以得到纯的钙钛矿相结构而且符合经济简便原则。其中，当摩尔分数高于0.2的铁离子部分替换Co离子时，可以显著的提高钙钛矿对二氧化碳的稳定性，但同时应该增加焙烧温度来获得纯的钙钛矿相SSCF。相对传统的燃烧合成方法，利用该方法合成钙钛矿氧化物过程可以显著减少反应时间和对原料的利用。　　利用La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ中空纤维膜组装膜反应器，在反应器内进行甲烷氧化偶联反应并进行测定。实验表明在650-1050℃范围内，LSCF膜反应器具有较好的C2选择性和氧渗透速率，但是甲烷转化率较低。为了消耗多余的氧气，提高反应的催化效果，在膜内表面负载SrCe0.95Yb0.05O3-δ(SCY)或1wt％NaCl-SrCe0.95Yb0.05O3-δ催化剂，同时在膜内表面负载BSCF透氧膜材料。结果表明，氧渗透速率和甲烷转化率都有明显的提高，在较大温度范围内C2收率比无催化剂添加的反应要高。1wt％NaCl-SrCe0.95Yb0.05O3-δ催化剂比SrCe0.95Yb0.05O3-δ(SCY)催化效果更好，这表明NaCl的添加有利于甲烷转化，提高OCM反应的催化活性。在负载催化剂的膜反应中，催化剂的性能决定了膜反应器的性能，而且，当催化剂负载量质量增加时，催化效果在整个反应温度范围内变好。另外，不同的甲烷与氧气的比率使得OCM反应的性能不同，氧气过多会致使深度氧化反应的发生，当甲烷/氧气为16∶10ml/min时，C2选择性和收率分别达到最大值29.50％以及11.67％。