焦炉煤气（COG）作为煤炭碳化过程的副产物,产量大但利用率却不高,很多富余的焦炉煤气被直接燃烧或排放到空气中,造成了极大的资源浪费和严重的环境污染。COG向附加值产品的转化已经在经济和环境两方面引起了广泛关注。本文利用化学链制氢技术,用COG作为生产纯氢的原料。由于COG化学链制氢工艺中氧载体起着重要作用,所以本文研究了多种不同类型氧载体用于COG化学链制氢过程。本文用共沉淀法制备了一系列La_1-xSr_xFe O₃（x=0,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6）钙钛矿氧化物作为氧载体。研究了锶含量对氧载体理化性质的影响。研究了不同还原性气体（H₂、CO、CH₄和混合气体）对La_1-xSr_xFe O₃钙钛矿的还原行为,探讨了COG中不同组分与氧载体反应的竞争效应。结果表明,H₂和CO的还原温度远低于CH₄,甲烷选择性氧化制合成气需要高温（>800°C）。CO和H₂的共存对高温下甲烷转化平衡的影响较弱,但甲烷氧化制合成气可以抑制CO和H₂的消耗。在La Fe O₃钙钛矿中掺杂适量的Sr(如La_0.5Sr_0.5Fe O₃),可以显著促进甲烷选择性氧化成合成气的反应活性,抑制积碳的形成,在还原阶段获得较高的甲烷转化率,在氧化阶段获得较高的产氢量。La_0.5Sr_0.5Fe O₃的甲烷转化率最高（67.82%）,产氢量最高（3.34 mmol/g）,氢气纯度最高（99.85%）。水蒸汽裂解制氢的产氢量是还原耗氢的三倍。此外,O₂辅助化学链制氢工艺提高了氧载体的氧化还原稳定性。La_0.5Sr_0.5Fe O₃用于焦炉煤气化学链制纯H₂是可行的。本文还使用溶胶凝胶法制备了一系列La Ni_xFe_1-xO₃（x=0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.1）钙钛矿氧化物作为氧载体。研究了Ni掺杂量对钙钛矿型氧载体反应活性的影响,结果表明Ni的掺杂增加了氧载体的反应活性,但Ni含量过高在反应过程中容易产生积碳和金属烧结问题。最终得到La Ni_xFe_1-xO₃钙钛矿氧载体与焦炉煤气的最佳还原时间为30 min,最佳反应温度为800°C,Ni的掺杂量x=0.07时为最佳氧载体,此时在还原阶段甲烷的最高转化率达到了97.61%,氢气的产量最大为8.46 mmol/g,一氧化碳的最大产量为2.64 mmol/g,产生了H₂/CO大于3的合成气,在氧化阶段产生的氢气产量最大为3.55 mmol/g,此时一氧化碳含量为0.017 mmol/g,氢气纯度达到99.52%。同时对La Ni_{0.0 7}Fe_0.93O₃钙钛矿氧载体进行了30次化学链循环反应,结果表明La Ni_{0.0 7}Fe_0.93O₃钙钛矿氧载体有良好的循环稳定性能,整个循环过程中实验结果保持稳定,没有大幅度的下降趋势,并进一步通过XRD和SEM结果得到证实。此外将La Ni_{0.0 7}Fe_0.93O₃钙钛矿氧载体用于化学链反应过程中不需要额外的辅助氧化反应器只需要蒸汽反应器就能将被还原的氧载体氧化回到初始状态。结果表明,La Ni_{0.0 7}Fe_0.93O₃用于焦炉煤气化学链制纯H₂也是可行的。