由于过往研究中没有很好的排除动力学影响因素，研究者得到的氧化还原的反应活化能的变化跨度极大。采用高径高比的坩埚可有效消除坩埚内的气体扩散，减小动力学的测量误差。在四步氧化机理的基础上，采用晶粒-体相缺陷输运模型，充分考虑颗粒粒径多分散性、气体扩散、缺陷扩散、反应速率和颗粒烧结等可能的动力学影响因素，有效辨识了铜氧化过程的反应机制，发现铜的氧化过程并非由产物层中的缺陷扩散所主导，而是由气固界面上的表面反应速率所控制；发现在大多数空气反应器工况下，晶粒尺寸为220~300 nm的铜颗粒表现出最佳的氧化性能。利用密度泛函理论分别对CO燃气分子的吸附反应、表面反应、脱附反应、体相离子扩散进行机理分析并获取动力学参数，多尺度的反应动力学模型可以描述实验过程中氧化铜与CO的还原反应过程。同时发现，颗粒还原反应速率随着颗粒尺寸和晶粒尺寸的增加而单调降低，这是由于CO气体在颗粒内部浓度分布均匀，属于表面反应控制机制；颗粒内部不存在从表面反应控制机制到内扩散控制机制的变化，解释了氧化铜颗粒不存在最优晶粒尺寸的现象。
对含硫、含氮气体组分与CuO颗粒的详细作用机制进行探究，通过构建H₂S-COS-CuO体系的简单反应模型，发现COS、SO₂、Cu_xS的生成优先级一般遵循COS> Cu_xS> SO₂的顺序。辨析化学链燃烧中NH₃/HCN和N₂/NO_x之间的内在关联关系，建立了复杂气氛下HCN-NH₃-NO_x的基元反应动力学模型。

化学链燃烧,密度泛函理论,铜基氧载体,氧化还原,动力学