类钙钛矿型氧化物(A2BO4)具有灵活的可“化学剪裁”特点和独特的物化性质，广泛用于物理和化学领域。此类材料因具备高的热稳定性和低廉的价格，成为近年来催化领域的研究热点。La2-xSrxCuO4(x=0，0.4)在天然气催化燃烧、一氧化碳氧化和氮氧化物消除等方面有着重要用途。多孔A2BO4具有发达的孔道结构和较高的比表面积以及优异的氧化还原能力，使其对甲烷氧化反应将显示出更为优异的催化性能。因此，研发三维大孔结构的La2-xSrxCuO4具有重要的学术意义和实际价值。　　 本文工作采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶晶模板法制备了具有三维有序大孔(3DOM)和三维蠕虫状大孔结构的类钙钛矿型氧化物La2CuO4(简称为LCO)和La1.6Sr0.4CuO4(简称为LSCO)催化剂，利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、差热分析(DSC)、氮气吸附-脱附(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)等技术表征了其物化性质，评价了这些大孔材料对甲烷氧化反应的催化活性，得到了以下主要研究结果：　　 (1)以柠檬酸辅助的PMMA为硬模板，在柠檬酸：总金属的摩尔比为1.3时可制得具有3DOM结构的正交相类钙钛矿型氧化物La2CuO4(La2CuO4-1)；在未添加柠檬酸但其它制备参数相同的条件下则获得具有三维蠕虫状大孔结构的正交相La2CuO4(La2CuO4-2)催化剂。La2CuO4-1和La2CuO4-2催化剂的比表面积分别高达46m2/g和39m2/g。La2CuO4-1的低温还原性优于La2CuO4-2的。在CH4/O2摩尔比为1/10和空速为50000mL/(gh)的条件下，La2CuO4-1的催化活性好于La2CuO4-2和La2CuO4-Citrate（柠檬酸络合法制得的）的，在La2CuO4-1催化剂上于672℃时甲烷转化率达到90％，相应的甲烷反应速率为40mmol/(gh)，而在La2CuO4-2上甲烷转化率达到90％时则需要705℃。　　 (2)以金属硝酸盐为金属源，甲醇和乙二醇的混合液为溶剂，以柠檬酸为络合剂，在添加和不添加不同表面活性剂的条件下，制备了具有三维蠕虫状大孔结构的正交相类钙钛矿型氧化物La2CuO4催化剂，但在甲醇含量较低时所得La2CuO4(LCO-3)和La2CuO4(LCO-4)催化剂中含有少量La2O2CO3杂相。加入分子量较大的聚乙二醇或葡萄糖为表面活性剂所制得的La2CuO4(LCO-13)和La2CuO4(LCO-14)催化剂的三维蠕虫状大孔结构质量较高，LCO-13的低温(≤500℃)H2消耗量最高(2.64mmol/g)，而La2CuO4（LCO-7）的低温(≤500℃)H2消耗量最低（1.53mmol/g）。催化剂表面均有吸附氧物种和Cu3+/Cu2+物种存在。当甲醇含量为64vol％时所制得的La2CuO4(LCO-5)催化剂对甲烷氧化反应显示出最高的催化活性，在空速为50000mL/(gh)的条件下甲烷转化率达到90％时的温度为690℃。　　 (3)以PMMA为硬模板，以硝酸镧和硝酸铜或硝酸锶为金属源，以甲醇为溶剂，以柠檬酸为络合剂，经焙烧后可制得具有3DOM结构的正交相单相类钙钛矿型氧化物La2CuO4(LCO-1)或三维蠕虫状大孔结构的四方相类钙钛矿型氧化物La1.6Sr0.4CuO4(LSCO-1)；以PMMA为硬模板，以硝酸镧和硝酸铜或硝酸锶为金属源，以甲醇和乙二醇的混合液为溶剂，以L-赖氨酸为表面活性剂，在不同气氛下焙烧前驱体可制备出三维蠕虫状大孔结构的正交相La2CuO4(LCO-2)或三维有序大孔结构的四方相La1.6Sr0.4CuO4(LSCO-2)。LSCO-1和LSCO-2的低温还原性能优于LCO-1和LCO-2的，而这四个催化剂的低温还原性均优于由柠檬酸络合法所得的La2CuO4的。对甲烷氧化反应，LSCO-1和LSCO-2的催化活性高于LCO-1和LCO-2的，而具有3DOM结构的LCO-1和LSCO-2的催化活性分别高于三维蠕虫状大孔结构的LCO-2和LSCO-1的。　　 (4)焙烧条件对于形成正交相La2CuO4和四方相La1.6Sr0.4CuO4的三维有序大孔结构十分关键。制备3DOM结构的La2CuO4-1和LCO-1的焙烧条件为：(i)先在N2气流(20mL/min)中以1℃/min的速率从室温升至700℃并保温4h，再在相同气氛中冷却至50℃；(ii)切换成空气流(20mL/min)，以1℃/min的速率先从50℃升至300℃并保持3h，再升至800℃并保持5h。制备3DOM结构的LSCO-2的焙烧条件为：(i)在N2气流(20mL/min)中，以1℃/min的速率从室温升至900℃并在该温度下保温2h后，再在同样气氛中冷却至50℃；(ii)切换成空气流(20mL/min)，以1℃/min的速率从50℃升至700℃并在该温度下保持4h。　　 (5)所制得的具有三维大孔结构的La2-xSrxCuO4(x=0，0.4)的优异催化性能与其较高的比表面积、较好的低温还原性和发达的三维大孔结构有关，而具有3DOM结构的催化剂比具有三维蠕虫状大孔结构的相同化学组成的催化剂能更有效地催化甲烷氧化反应。