本文采用钙钛矿晶格氧催化剂作为氧源，在无气相氧的条件下，利用钙钛矿中的变价金属的氧化-还原特性，直接将甲烷选择性地氧化成合成气。在实验室的前期工作中，发现LaFeO3是一种较好的选择性氧化甲烷的催化剂，主要探讨了钙钛矿结构ABO3中的A位离子对甲烷选择性氧化性能的影响。本论文在已有工作基础上，运用BET，XRD，TPSR，TPR等多种实验手段，对B位离子进行了研究，用Co，Mn元素对B位的Fe进行了取代。同时针对LaFeO3催化剂，考察了制备条件对催化性能的影响，得到如下结论：1.制备过程所用络合试剂对LaFeO3上甲烷的转化和选择氧化性能起关键作用，而La源、Fe源和杂质的影响很小。 2.采用溶胶凝胶法制备LaFeO3时，氨基乙酸与硝酸根为1：1制备的催化剂具有最好的甲烷选择氧化制合成气性能。 3.随着LaFeO3前体的焙烧温度升高，甲烷转化率逐渐降低，选择性略有上升。当焙烧温度达到900℃以上时，合成气选择性均可达98％以上。综合考虑甲烷转化率和合成气选择性，比较合适的焙烧温度是900℃。 4.CH4-TPSR和高温下的稳态切换反应表明，对于B位取代的LaFeO3催化剂，按照离子半径Co＜Fe＜Mn的顺序，甲烷转化率依次减小。随着取代度的增大，LaFe1-xMexO3(Me=Co，Mn)催化剂的选择氧化性能均下降，较低的取代度对甲烷选择氧化制合成气有利。 5.B位取代显示，对于甲烷选择氧化制合成气反应，Fe是最佳的B位元素。