汽车尾气排放成为当今大气污染控制的重点，对大气环境污染具有较高的贡献值。三效催化剂（TWCs）作为汽车尾气排放控制的有效手段，其能够将汽车尾气中的CO、HC和NOx等污染物进行无害化处理。快速增加的汽车拥有量以及日趋严格的排放标准，对TWCs催化剂提出了更苛刻的要求：提高催化剂活性和热稳定性、降低催化剂成本以及提高贫燃条件下催化剂对NOx的去除效率。因此，研究与开发高效低成本的TWCs催化剂成为当今科研领域的研究热点。在本论文中，利用超声辅助膜扩散还原法（Ultrasonic Assisted MembraneReduction, UAMR）制备Pt、Pd和Rh等贵金属纳米粒子溶胶，结合沉淀法、水热法等方法制备不同贵金属/铈基氧化物催负载型化剂。利用UAMR-沉淀法制备0.7wt%Pt+0.3wt%Rh/Ce_0.6Zr_0.4O₂和Pd/Ce_0.6Zr（0.4-x）Nd_xO_2+δ催化剂；从Pt、Pd贵金属纳米粒子出发，结合水热法制备了形貌规整的Pt/CeO₂和Pd/CeO₂催化剂。利用粉末X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、程序升温还原（H₂-TPR）、H₂-O₂滴定、CO脉冲吸附及原位红外光谱（in situDRIFTS）等表征手段和分析方法对催化剂的结构、表面形貌、物理-化学性能、金属分散度、热稳定性及三效催化性能等进行表征和分析，得到如下主要结果：1)研究了制备方法（UAMR-共沉淀、UAMR-分步沉淀、共浸渍和顺序浸渍法）对0.7wt%Pt+0.3wt%Rh/Ce_0.6Zr_0.4O₂催化剂的结构、表面形貌、物理-化学性质及三效催化性能的影响。结果表明：从纳米粒子出发，利用UAMR-沉淀法制备的催化剂具有较高的比表面积和金属分散度、较宽的操作窗口及优异的NOx转化率，其在老化前后的比表面积分别为60⁶7和18²2m²/g，对应的金属分散度为41-54%，Pt和Rh粒子在在催化剂表面高度分散，具有较小的粒径（2.1-2.7nm）。对于老化后样品，UAMR-沉淀法制备的催化剂具有较宽的操作窗口（Δλ=0.284-0.287），而相应传统催化剂的操作窗口为Δλ=0.065-0.115；在三效催化反应中，UAMR-分步沉淀法所得催化剂对NO还原反应的T₅₀、T₉₀分别为169和195℃，而共浸渍所得催化剂对上述反应的T₅₀、T₉₀分别为265和309℃。因此，UAMR-分步沉淀法制备的0.7wt%Pt+0.3wt%Rh/Ce_0.6Zr_0.4O₂催化剂在三效催化反应中表现出良好的催化活性、较宽的操作窗口及优异的抗烧结性能，高温条件下Pt、Rh粒子的烧结现象得到明显抑制。2)结合UAMR-沉淀法制备不同Nd掺杂比例的Pd/Ce_0.6Zr（0.4-x）Nd_xO_2+δ催化剂（0.5wt%Pd），讨论了Nd掺杂对Pd/Ce_0.6Zr（0.4-x）Nd_xO_2+δ催化剂结构、三效催化性能、热稳定性及OSC等性能的影响。结果表明：Nd³⁺掺杂进入到Ce_0.6Zr_0.4O₂晶格中形成Ce_0.6Zr（0.4-x）Nd_xO_2+δ三元氧化物固溶体，对Ce_0.6Zr_0.4O₂固溶体体相中大量氧空穴和结构缺陷的形成具有较好的促进作用，在一定程度上增加了催化剂表面化学吸附氧物种的比例。所得催化剂具有墨水瓶型孔结构，其由一定比例的微孔、介孔组成。Nd掺杂量对于催化剂的还原性能、OSC性能、三效催化性能和操作窗口具有明显的影响，与Pd/Ce_0.6Zr_0.4O₂相比可知，Nd改性的Pd/Ce_0.6Zr（0.4-x）Nd_xO_2+δ在TWC催化反应中对三种目标污染物具有较低的起燃温度(T₅₀)和完全转换温度(T₉₀)。当Nd掺杂比例为0.05时，Pd/Ce_0.6Zr_0.35Nd_0.05O_2+δ催化剂具有较高的催化活性和OSC以及较宽的操作窗口。3)利用UAMR-水热法制备花状Pt/CeO₂和Pd/CeO₂催化剂，研究了形貌对催化剂结构、还原性、热稳定性和三效催化性能的影响。结果表明：大量厚度为20-30nm的纳米花瓣组装单元构成花状Pt/CeO₂和Pd/CeO₂产物粒子。Pt和Pd纳米粒子由这些纳米花瓣相互隔离，并高度分散并锚固在纳米花瓣之上，特殊的形貌结构有助于催化剂的金属分散度、金属表面积、抗烧结性能以及活性位的暴露程度。水热老化处理后的催化剂仍具有规整的花状形貌和较高的比表面积，老化前后的花状Pt/CeO₂、Pd/CeO₂催化剂在三效催化反应中具有较低的起燃温度和完全转化温度。利用UAMR-水热法制备的花状Pt/CeO₂、Pd/CeO₂催化剂具有较好的三效催化性能和热稳定性。4)考察了花状Pd/CeO₂粒子的形成过程及合成条件对产物形貌的影响。结果表明：时间维度为主控因子，直接决定产物的形貌。根据时间维度，花状Pd/CeO₂催化剂的形成过程分为三个阶段，即预处理、初始组装和深度组装阶段，Pd/Ce（OH）CO₃纳米组装单元和骨架模板在第二阶段形成，Pd/Ce（OH）CO₃粒子的径分布和形貌与反应时间相关。外，辅助模板剂的种类决定了组装模式：辅助模板剂为ACM时，Pd/Ce（OH）CO₃纳米粒子首先组装得到纳米花瓣组装单元，然后进行深度自组装得到具有花状形貌的Pd/Ce（OH）CO₃颗粒；当以Brij35和P123为辅助模板剂，Pd/Ce（OH）CO₃纳米粒子直接进行组装得到中空球形纳米粒子。规整形貌的花状和中空球形Pd/CeO₂催化剂具有较高的比表面积（95¹08m²/g）和较大孔的体积（0.10⁰.11cm³/g）。