化学链燃烧是一种新型的燃烧方式，它借助载氧体的循环将传统的燃烧方式中的氧化还原反应分开进行，具有CO2内分离的特性，在降低CO2捕集能耗方面具有很大的潜力。载氧体的制备和性能是化学链燃烧技术实际应用过程中面临的重要现实问题。本文围绕一种天然锰矿石(耒阳锰矿石)分别从提高天然锰矿石作为载氧体的颗粒强度，改善锰矿石的熔融性能，提高锰矿石作为载氧体的反应速率和反应转化率等方面进行探究，希望能研究出一种机械性能理想、氧化还原反应活性较高的综合性能优越的接近实际应用的载氧体。
　　本文针对成本较低、环境友好，但质地软、易烧结、活性较低的锰基载氧体作为研究对象，提出了添加黏土或者高岭土的机械混合法制备载氧体的新方法，该方法制备过程简单，便于大批量制备。通过比表面积(BET)、X射线衍射分析仪、热重分析仪(TGA)等测量方法对载氧体进行表征。
　　锰矿石具有质地软、易烧结的特点。通过机械混合法向耒阳锰矿石中混入黏土或者高岭土，通过高温煅烧，与原锰矿石进行对比发现混入黏土或者高岭土后，颗粒强度均大大提高，其中混入5%质量比的高岭土的载氧体颗粒强度最佳。通过熔融实验对比，混入黏土或者高岭土后也能提高载氧体的原型温度即熔融特性，从而改善载氧体的抗烧结特性。
　　对混入不同高岭土比例硬化后的锰矿石载氧体进行不同比例铜离子浸渍，制备一系列载氧体，并在Macro-TGA上测试其氧化还原反应活性，还原气体为H2，实验结果表明：浸渍铜离子后载氧体的氧化还原反应速率和转化率都有不同比例的提高，并且存在浸渍铜离子比例越高效果越好的规律。
　　通过对耒阳锰矿石物理和化学两个方面的优化，以及各种实验测量，最终发现采用机械混合法掺混5%质量比的高岭土，经过煅烧，颗粒强度提高效果更加明显，2%铜离子浸渍后反应性能也得到提高，并且可以保证载氧体制备的经济性且不影响载氧体的实际运行状况。