由于乏风中甲烷浓度较低,无法直接利用,故被大多数煤矿直接排放到空气中,甲烷作为温室气体的一种,其温室效应及对臭氧层的破坏能力都远高于二氧化碳,若将乏风中的甲烷直接排放到空气中,会对资源造成浪费的同时,也会给环境带来不可逆转的伤害。目前,解决此问题最经济有效的方式就是将其进行催化燃烧,催化燃烧具有起燃温度低、可进行低浓度操作、产物无污染等优点,因此研究催化燃烧对资源和环境的发展具有双重意义。用于甲烷催化燃烧的催化剂按照活性组分可以分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂两大类,总体而言,非贵金属类催化剂价格低廉、原料易得、热稳定性强,具有广阔的发展空间。在非贵金属类催化剂中,钙钛矿型氧化物催化剂往往有着优异的催化性能,这主要取决于其独特的内部结构,所以,若能从微观的角度来认识钙钛矿型氧化物结构与性质之间的关系,将会为甲烷催化燃烧催化剂的设计和开发提供科学的理论指导,为解决乏风中甲烷的处理和利用问题提供新思路。（1）建立钙钛矿型氧化物LaCoO3的体相结构并进行结构优化,对优化好的结构进行能带分析和分态密度分析。结果发现,Co的3d轨道电子会对催化剂的活性产生影响,可以通过形成O缺陷来提高Co元素的电子活性,以此提高催化剂的活性;LaCoO3催化剂的稳定性大部分是由于其内部的CoO6八面体结构,La元素和O元素的之间的相互作用要小于Co元素和O元素的相互作用,因此La更容易被其他元素掺杂。（2）钙钛矿在催化甲烷燃烧方面的应用已有较多的实验研究,但是理论研究相对较少,其催化机理目前尚未完全清楚。由于催化反应主要发生在催化剂的表面,（001）面作为LaCoO3最稳定的切面,因此,对LaCoO3沿着（001）方向进行切面,形成了两个终结面,分别为LaO终结面和CoO2终结面。以这两种终结面作为研究对象,建立表面模型并进行结构优化。结果发现,CoO2终结面的稳定性要高于LaO终结面,优化后的表面发生了弛豫现象,通过观察弛豫后的结果可发现,在LaO终结面和CoO2终结面上,Co原子都要比La原子弛豫得要小,再次证明了CoO6八面体的稳定性。（3）吸附是催化燃烧中重要的一步,采用密度泛函理论,利用VASP程序包对CH4分子和O2分子在LaCoO3（001）表面的吸附行为进行研究。CH4分子稳定存在的吸附构型有三种,分别是表面Co原子的top位、La原子的bridge位、O原子的bridge位;O2分子有两种,分别是Co原子的top位、La原子的bridge位。通过对比不同吸附构型的吸附能找出各自最稳定的吸附构型,并对其进行电荷分析,探索吸附能与电荷转移之间的关系,通过对甲烷最稳定吸附构型的态密度进行分析,探讨LaCoO3（001）表面对甲烷具有强吸附的原因。研究结果表明:甲烷在LaCoO3（001）表面最佳吸附位点是Co的top位,氧气也倾向于吸附在这个位置;当吸附分子在同一表面时,吸附能越大,Bader电荷转移得越多。由CH4分子吸附在LaCoO3（001）面上的态密度分析可知,Co的d轨道电子决定了LaCoO3（001）面对CH4吸附能力,电子越活泼,催化剂的催化活性越强。