化学链燃烧（CLC）技术能够使能量得到梯级利用,借助于中间载氧体将系统的燃烧分为两步氧化还原反应,能够实现CO₂的内分离,在降低CO₂捕集能耗等方面具有一定优势。而在化学链燃烧反应中,需要筛选出高效、环境友好以及廉价合适的载氧体,本文选择环境友好、价格低廉以及化学组成和结构属性有所差异的赤铁矿和钛铁矿作为研究对象,在小型固定床反应器内进行赤铁矿和钛铁矿两种天然铁矿石载氧体的反应性能研究,考察了反应温度、水蒸汽量以及循环次数对胜利褐煤和神华次烟煤的CLC性能影响。同时为提高天然矿石的反应活性,进一步在赤铁矿和钛铁矿两种天然铁矿石中添加碳酸钾和氧化铜进行改性,研究了改性剂添加量、反应温度、循环次数对铁矿石CLC性能的影响。研究结果表明:（1）温度的升高有利于提高两种煤的气化反应速率,并且能够提高赤铁矿和钛铁矿两种天然铁矿石的反应活性。相对赤铁矿,钛铁矿具有更好的反应性能,碳转化率和CO₂选择性更高,更适合作为胜利褐煤以及神华次烟煤的CLC载氧体。K₂CO₃的添加能够有效提高赤铁矿和钛铁矿两种载氧体与胜利褐煤CLC的碳转化率和CO₂选择性。在两种铁矿石中K₂CO₃的添加量以10%为宜。添加10%K₂CO₃的铁矿石载氧体经过10次循环没有发生明显团聚、烧结等现象,但K₂CO₃在循环过程中逐渐流失使得载氧体反应活性有所下降。（2）CuO的添加可以提高铁矿石的反应活性,在CLC反应中明显提高胜利褐煤的碳转化率和转化速率。CuO的加入量以10%为宜,950℃条件下10Cu-hem和10Cu-ilm对胜利褐煤的CLC碳转化率均达到90%。10Cu-hem和10Cu-ilm二种载氧体经10次CLC循环后仍保持较好的稳定性。SEM和XRD分析表明,经10次循环后的载氧体表面无明显烧结现象,主要成分也未发生改变。该结果表明加入CuO后铁矿石具有更加稳定的结构和反应性,更适合作为煤CLC反应的载氧体。