过渡金属氧化物作为一种低成本易得的材料,在许多领域诸如催化、能量储存等都有着非常广泛的应用,具有结构组成灵活、物理和化学性质可调变等优点,有着非常广阔的开发潜力和应用前景。然而,其在材料的性能、稳定性、比表面积等方面还无法满足当下研究者们的要求。因此本文以开发具有高性能金属氧化物材料为目的,通过调整材料的制备方法或进行一些处理。来对材料进行改性,以提高其各方面性能。并通过一系列的表征和测试重点研究了材料在NO+CO催化反应中的催化性能及其他各方面的物理和化学性质。此外,本文还重点通过DFT计算,结合原位漫反射傅里叶变换红外吸收光谱等手段对材料合成和催化反应过程中的一些机理进行了深入探究。首先,我们采用一种CTAB辅助的水热法制备了一系列的CuO-Co3O4两相共生金属氧化物。所制得的样品具有着多孔纳米片结构,并且当Cu与Co的比例为5:10时,样品（Cu5）可以兼具很高的催化活性和稳定性,并能维持其多孔纳米片的结构。通过一系列表征,我们揭露了其结构形成和材料性能间的联系及影响因素。随后我们对Cu5样品进行了H2还原预处理,并发现样品会被完全还原为Cu和Co O,但其表面在空气中又会被迅速氧化。在这个还原-氧化的过程中,还原预处理后的Cu5-re-163（163℃下还原后的Cu5）样品表面上形成了一种Cu、CuO和Co3O4三相共存的体系。还原后,Cu5-re-163的NO转化率虽然有所降低,但其低温下的N2选择性大大提高。后续的DFT计算和原位红外及一系列其他表征证明,还原预处理改变了材料的催化机理。Cu5和Cu5-re-163上的催化反应分别遵循L-H和E-R机理。有趣的是,两种机理均会在反应过程中生成[N]自由基,并且Cu5-re-163表面的[N]自由基的脱附要容易的多。因此,其更容易发生解吸、迁移,并彼此互相结合生成N2,而不是在原位与NO结合生成N2O。这就是Cu5-re-163具有高N2选择性的原因。此外,Cu5-re-163表面具有更多的氧空位。作为[N]自由基生成的反应物位点,更多的氧空位意味着[N]自由基间距离会相对更近。这也会提高生成N2的概率,促进了样品N2选择性的提高。另外,本文还通过一种简单快捷的乙二醇辅助的碳酸钠共沉淀法制备了一系列具有高比表面积的CuCo2O4-CuO两相金属氧化物,其比表面积最高可达110 m~2/g。经过一系列制备条件的筛选后,最佳的制备条件为以乙二醇作为溶剂,溶液混合速度为2 m L/min,沉淀老化2 h,沉淀反应温度为80℃或160℃。其中反应温度是最重要的影响因素,对产物的结构、物相、比表面积以及其他一系列物理化学性质有着很大影响。反应制备过程中,乙二醇会先以配位的形式与金属离子结合并进入碳酸盐沉淀中。随着反应温度的升高,乙二醇羟基的氢可以解离,产生的R-O-基团可以直接与金属离子成键,形成乙二醇金属盐沉淀,并形成长链结构。温度进一步升高后,长链可以交联成网状。相应地,所得到的产物也会呈现出无规则颗粒状、棒状、片堆积而成的松球状结构。沉淀中的乙二醇具有一定的还原性,在经过煅烧后,能在产品中生成大量的晶体缺陷和Cu+,有利于其比表面积和性能的提高。CCO-T-160由于其特殊的乙二醇金属盐沉淀,有着更多的氧空位和未完全煅烧的碳,改变了材料对气体分子的吸附状态,大大提高了材料的催化性能。并且掺杂的碳还能大大提高其抗水性能。