挥发性有机污染物（Volatile organic compounds,简称VOCs）严重危害环境和人类健康,VOCs的减排已经成为一个重要的课题。催化氧化法是有效控制VOCs的方法之一,其关键为高效且稳定的催化剂。氧化钴价格低廉、有多种氧化态且高温稳定性好,对氧化去除VOCs表现出高催化活性。近期,具有中心-径向孔结构的树枝状介孔二氧化硅纳米球（Dendritic mesoporous silica nanospheres,简称DMSNs）被报道,有望成为催化剂的新型载体。本文以DMSNs为载体,采用不同方法合成了钴基催化剂,在此基础上分别引入了贵金属钯和过渡金属铈,合成双金属纳米催化剂。利用多种手段对催化剂的物化特性进行表征分析,研究其对甲苯氧化反应的催化活性。本研究分别利用嫁接法和等体积浸渍法合成了Co-DMSNs-f和Co/DMSNs-i钴基催化剂,结果发现嫁接法更有利于形成高分散的钴物种。介孔结构中存在与二氧化硅配位强相互作用的钴物种,主要由Co（II）氧化态和硅酸钴混合氧化物组成。Co2+物种是氧活化的主要中心,丰富的Co2+有利于氧气的活化,从而改善其催化氧化甲苯活性。DMSNs载体树枝状介孔结构和中心放射状孔道为催化反应提供了较高的接触面积和扩散效果。大的比表面积、独特的结构、分散均匀的钴氧物种以及与载体间较强的相互作用等特性,使3Co-DMSNs-f呈现出优异的活性、稳定性和耐水性。为了提高钴基催化剂的低温活性,采用浸渍法引入了金属钯和铈制备双金属催化剂。钯的负载促进了氧化钴的还原,明显提高了样品的低温催化活性。且钯和氧化钴物质之间存在较强的相互作用,能促进氧空位和甲苯吸附位点的产生。其中3%Pd1.7%Co/DMSNs-i表现出最佳的催化性能,90%转化率温度(T90)可低至151℃。相比于单一氧化钴或氧化铈催化剂,钴铈双金属催化剂也呈现出较好的低温还原性,表面存在更多的Co2+和Ce3+。Co2+和Ce3+物种影响催化剂表面的电荷和氧空位,促进生成更为活跃的氧物种。钴铈双金属之间存在协同效应,增加了氧的迁移率,提高了钴铈复合氧化物氧化还原能力和催化性能,其中Co1Ce1/DMSNs的T90为223℃。这项研究提高了催化剂的催化性能,并为设计和制备其他消除甲苯类VOCs催化剂提供了思路。