汽油机和柴油机是汽车最主要的动力源,而柴油机以其低油耗、高功率、耐久性好的优势,逐渐成为车用动力的首选。但是,柴油机的尾气排放中的有害物质给环境和人类健康带来了严重的危害,其中较高的碳颗粒物（PM）和氮氧化物（NO_x）排放成为限制柴油机发展的主要障碍。柴油机排气污染的控制是当今能源与环境领域一个重大研究课题。目前柴油机排气控制的主要难点是PM和NO_x的排放控制。由于PM和NO_x生成机理的不同,为了达到同时降低PM和NO_x的目的,单纯的使用机内控制技术难以达到要求,因此柴油机后处理技术的研究势在必行。本文对复合金属氧化物同时催化去除柴油机排放的NO_x和PM做了基础性的实验研究。模拟柴油机排气环境,采用程序升温反应技术,以碳黑模拟柴油机尾气中的PM,以复合金属氧化物为催化剂,在同一催化床层上使碳黑和NO_x互为氧化还原反应,实现污染物的同时催化去除。并运用多种现代分析技术,揭示了催化剂结构和性能之间的关系,分析了催化剂同时催化去除碳黑和NO_x的机理。具体工作如下:1.研究了负载K和不同过渡金属在稀土基复合金属氧化物上的催化剂的催化活性,探讨了不同过渡金属负载量对碳黑-氮氧化物（C-NO_x）同时催化去除活性的影响。研究结果表明,与其他稀土氧化物相比,Nd₂O₃催化活性最高,负载Cr的催化剂具有最好的碳黑催化活性,当其负载量为10wt%时,碳黑的起燃温度Ti比非催化燃烧时低250?C左右,负载Mn具有最大的NO_x→N₂转化率XN2max,复合晶相的生成能提高C-NO_x同时催化去除活性。2.以稳态共沉淀法合成的含过渡金属的类水滑石纳米复合材料M（П）Al-HT（M代表Co、Mn和Cu）为前体,制备了CoCuAlO（CAO）和CoMnAlO（CMAO）两类具有介孔结构特性的复合氧化物催化剂。研究了过渡金属取代量对物相组成、热稳定性、孔结构性质以及氧化还原性能的影响。研究表明,CAO和CMAO具有良好的同时催化去除C-NO_x的能力;随着Cu、Mn取代量的增加,催化活性均呈现先上升后下降的趋势;其中CAO2具有最佳的碳黑催化燃烧活性,其Ti值为222?C;而CMAO1对NO_x的催化还原活性则最高,其NO_x→N₂的最大转化率X_N2max高达41%;类水滑石为前驱物的催化剂的介孔结构有利于气体分子的吸附、扩散和脱附,因而具有较高的C-NO_x的同时去除的催化活性。3.通过低温液相催化相转化的方法制备出化学性质和晶相稳定的NiFe₂O₄纳米粒子,采用XRD、BET、TEM等手段对其进行表征,并与传统固相法制备的NiFe₂O₄进行比较。结果表明,不同方法制备的NiFe₂O₄都能在紧接触时在富氧条件下使碳黑和NO_x发生自身氧化还原反应生成CO2和N2,其中低温液相催化相转化法制备的NiFe₂O₄纳米粒子在松接触条件下的起燃温度Ti为282?C,NO_x的最大转化率XN2max为14.1%。液相催化相转化法制得的NiFe₂O₄具有活性高且在高温煅烧后未失活的特点,对比传统方法制备的催化剂,更能显著降低碳黑的起燃温度。4.以纳米NiFe₂O₄为催化剂,研究了碳黑含量、NO浓度、O₂浓度、气体流速、催化剂与碳黑接触方式以及催化剂重复使用对同时催化去除C-NO_x的影响。研究发现,碳黑含量和气体流速变化对T_i影响不大,而NO或O₂浓度的增加提高了起燃活性,但对NO最大转化率X_N2max影响不大;良好的接触状况有利于碳黑和NO_x的同时催化去除,虽然松接触状况下催化活性有所下降,但仍然保持了较高的水平;催化剂经重复使用后活性几乎没有改变。在此基础上,结合催化反应历程及前人对反应机理的探讨,推测了纳米NiFe₂O₄同时催化去除碳黑和NO_x的反应机理。