CO对大气环境和人体健康造成了严重的危害。近年来,随着人民生活水平的不断提高,居民对室内空气的品质要求越来越高,室内及封闭/半封闭空间的CO污染引起了广泛的重视。室内及封闭/半封闭空间的CO污染场所湿度大、污染气成分复杂且污染突发性强。活性组份与氧化铈载体之间的相互作用是决定CO催化活性和抗水性能的关键因素,然而对相互作用机制的了解还不够深入,并且当前的研究工作主要集中在相互作用对催化剂活性组份和载体的影响,而较少关注其对反应中间产物的影响。本文通过火焰燃烧法和掺杂调控了氧化铈基催化剂的氧缺陷浓度以及活性组份和载体之间的相互作用,制备了一系列具有高效CO催化活性和抗水性的氧化铈基催化剂以及快速去除CO的催化组件,并运用原位漫反射红外光谱捕捉了催化剂在CO氧化过程中的表面信息,探索了活性组份与氧化铈载体之间相互作用机制及其对反应中间产物的影响,从而深入理解了催化剂物理化学性能、反应中间产物以及催化活性三者之间的关系。主要内容及结果如下:(1)针对室内及封闭/半封闭空间湿度大的工况环境,制备了具有高效CO氧化活性和抗水性的CuO-Ce02催化剂。用乙酸铜和乙酸铈作为前驱物,丙酸为溶剂,采用火焰燃烧法制备了不同CuO含量的CuO-Ce02催化剂。考察了CuO组份对催化剂物理化学、表面结构和化学性能的影响。重点研究了CuO和CeO2之间的相互作用机制及其在有无水蒸气的条件下对CO催化氧化中间产物的影响。结果表明,14%CuCe样品(CuO相对Ce02的重量比为14wt.%)在空速60000 ml g-1 h-1下表现出最佳的CO催化氧化活性、优异的稳定性和抗水性,T90=98℃。这是由于催化剂CuO和Ce02之间强烈的电子相互作用促进了更多缺陷(晶格扭曲、Ce3+和氧空位)的产生,同时增强了催化剂的还原性。原位漫反射红外分析表明,强烈的相互作用能使催化剂在低温下脱除羟基和吸附CO。值得注意的是,在通入水汽的情况下,虽然水汽带来的羟基覆盖在催化剂表面对活性吸附中心Cu+吸附CO产生了负面影响,但是同时羟基的存在也给催化活性带来了正面效应,使催化剂形成更少的碳中间产物,并且提高了脱附速率更快的碳酸氢盐的比例,使催化剂具有良好的抗水性。(2)在CuO-CeO2催化体系中掺杂Mn以进一步提高CO的催化氧化活性。选用乙酸锰、乙酸铜和乙酸铈作为前驱物,丙酸为溶剂,采用火焰燃烧法制备了MnOx-CuO-CeO2催化剂。研究了 Mn掺杂后氧化物之间的相互作用对催化剂表面结构,化学性能和电子性能的影响。重点研究了氧化物之间的相互作用机制及其对CO催化氧化中间产物的影响。结果表明,1Mn-Cu-Ce催化剂(Mn/Cu摩尔比为1:5)的活性最强,这是由于氧化物之间的相互作用最强从而使催化剂具有优异的织构性能,丰富的化学吸附氧和高速的氧迁移率。原位漫反射红外分析表明,以上因素在CO催化氧化过程中会进一步诱导了更多的Cu+吸附CO,且产生了较少的碳中间产物,从而成功地增强了催化剂的活性。此外,lMn-Cu-Ce催化剂由于氧化物之间的强烈相互作用还表现出优异的稳定性和耐水性。(3)以治理室内及封闭/半封闭空间内高温燃烧器排放的CO混合气(CO为主,少量的NOx和烃类)为目标,制备了具有高活性耐高温的Zr掺杂Pd/CeO2催化剂。考察了Zr掺杂Pd/Ce02催化剂高温老化前后(1000 ℃下热处理5小时)催化剂的表面结构、化学和电子性能对CO混合气去除效率的影响。结果表明,PdCeo.50Zro50样品老化前后没有发生相分离和明显的晶粒长大,且Pd到载体的电子转移可以增强两者之间的相互作用从而促进载体表面氧空位的形成,并激发出大量的表面活性氧。因此,PdCeo.5oZr0.50样品在老化前后表现出最佳的催化活性,可以有效地去除混合气中的CO和NO。(4)面对室内及封闭/半封闭空间内的CO突发性污染,制备了快速升温去除CO的催化组件。采用火焰燃烧法在FeCrAl电热丝上沉积催化剂涂层,涂层具有良好的机械结合力,这是由于金属基体中的A1元素在火焰燃烧的高温富氧环境中向外扩散,形成了反应型的中间粘接层。因此,金属整体式催化剂在320℃下通断电3500次循环后仍然可以保持稳定的高活性;其次,耦合通电加热的方式可以实现使金属整体式催化剂快速升温。从室温升温到320℃仅需要8秒钟,升温到680 ℃仅需要15秒。此外,CuO-CeO2金属整体式催化剂对CO的反应速率要高于其颗粒催化剂,且在320℃有良好的稳定性。