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在汽车冷启动阶段，温度尚未达到三效催化剂的工作温度，大量的CO会排放到空气中，三效催化剂无法满足日益严格的排放标准，因此低温氧化催化技术成为一个研究的热点。本论文通过不同制备方法得到三种Co3O4催化剂，重点考察了它们负载到不同载体上的低温催化氧化性能以及稳定性、耐水性以及结构，并对其在工业三效催化剂中应用进行初步探索。主要工作内容如下:
1.用燃烧合成法、沉淀合成法以及形貌可控合成法分别制备了三种Co3O4活性组分。三种合成方法制得的Co3O4都为尖晶石结构，但其形貌有很大的不同。前两种合成方法制得到的Co3O4形貌都块状，而形貌可控合成法制得到的Co3O4形貌为纳米棒。性能评价结果表明，形貌可控合成法制备的Co3O4活性组分的低温氧化性能，稳定性及耐水性都优于燃烧法和沉淀法制备的Co3O4活性组分，形貌可控法合成的Co3O4活性组分在室温下就能将CO完全氧化，而燃烧法和沉淀法的完全氧化温度分别为190℃和110℃。
2.将形貌可控合成法制备的Co3O4活性组分分别负载到CeO2、Ce-Zr-O、TiO2、γ-Al2O3载体上，制得四种催化剂:Co3O4/CeO2、Co3O4/Ce-Zr-O、Co3O4/TiO2、Co3O4γ-Al2O3。性能评价结果表明，Co3O4/CeO2、 Co3O4/Ce-Zr-O催化剂具有较高的催化稳定性和耐水性，在室温下就能将CO完全转化，特别是Co3O4/Ce-Zr-O催化剂的稳定性能最好，反应25h后对CO的氧化转化率依然保持在90％以上，通入水蒸气后对CO的高转化率能维持12h，而Co3O4/TiO2、Co3O4/γ-Al2O3催化剂在200℃左右对CO转化率才能达到100％。XRD和TG/DSC结果表明，造成现象的原因是Co3O4可分别与载体TiO2、γ-Al2O3部分反应，改变了Co3O4的尖晶石结构，导致催化性能下降。
3.Co3O4催化剂遇水对CO催化氧化的性能下降。当失活的催化剂在250℃下用流动的空气处理30min，Co3O4催化剂的性能恢复。TG/DSC及XRD测试结果表明，Co3O4催化剂表面存在自由水和结合水，100℃左右，自由水从催化剂表面脱除，而结合水脱附需在150℃左右完成。催化剂完全恢复催化性能需升温到250℃。