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钙钛矿ABO3结构复合氧化物作为催化剂得到广泛地研究。双钙钛矿结构具有AⅡ2BⅡBⅥO6结构通式，作为钙钛矿结构的一个亚类，其表现出独特而有趣的结构和电磁学性质广泛用于工程技术，以及作为固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极材料。其结构中有序排列的BⅡ和BⅥ离子从催化研究角度可能具有较大的研究兴趣和价值，但是目前关于双钙钛矿材料作为催化剂的研究并不多见。
本论文主要研究Sr2Mg1—xMxMoO6(M=Mn，Fe)和Sr2BMoO6—δ(B=Fe，Co，Ni)系列双钙钛矿结构催化剂的制备和结构表征及其甲烷催化氧化反应性能。考察AⅡ2BⅡBⅥO6结构中不同的BⅡ位离子掺杂对样品的结构性质及催化性能的影响。
本研究中采用柠檬酸溶胶—凝胶法制备了Sr2Mg1—xMnxMoO6—δ(x=0，0．2，0．5，0．8，1)，Sr2Mg1—xFexMoO6—δ(x=0，0．2，0．4，0．6，0．8，1)和Sr2BMoO6(B=Fe，Co，Ni)系列双钙钛矿型复合氧化物，使用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线吸收光谱(XAS)等表征手段，详细研究不同焙烧条件下和催化反应前后的催化剂结构特征。催化活性测试表明：双钙钛矿结构BⅡ位离子种类和掺杂对甲烷的催化氧化性能有很大影响。详细考察催化剂结构和表面特征与催化性能的关系，并深入讨论催化剂中的氧空位和与BⅡ位离子相关的活性晶格氧物种对催化性能的影响。
结果表明：在5％H2/N2还原气氛中950℃下成功制备出Sr2Mg1—xMnxMoO6—δ系列单相双钙钛矿型复合氧化物，其晶相结构稳定性、表面氧物种和甲烷氧化催化性能与样品中Mn/Mg的比例密切相关。Mn的掺入能明显提高催化活性，而且当x=0．5即Sr2Mg0．5Mn0．5MoO6—δ表现出最高反应活性。含Mn催化剂的高活性主要可归于样品中较高的氧空位浓度和(Md2+，Mo6+)和(Mn3+，Mo5+)可变价离子对的存在，这些都有利于活性表面晶格氧物种的活化。进一步分析表明：甲烷催化燃烧活性和Sr2Mg1—xMnxMoO6—δ中催化剂中与Mn相关的晶格氧比例随着Mn含量的变化有相同的演变趋势。对Sr2Mg1—xFexMoO6—δ系列催化剂的甲烷氧化反应也有类似的结果，催化活性和样品中与Fe相关的晶格氧活性物种存在关联。对Sr2BMo0O6(B=Fe，Co，Ni)系列催化剂的比较发现还原条件下成相的Sr2FeMoO6—δ比氧化气氛下成相的Sr2CoMoO6和Sr2NiMoO6由于有更多的氧空位而表现出更高的甲烷氧化活性。也进一步证明了高氧空位浓度对反应的促进作用。