挥发性有机污染物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是气溶胶颗粒物的前驱体,会造成环境污染,损害人体健康。催化氧化是去除VOCs比较有效的方法。二氧化硅具有较大的比表面积和均匀的孔径分布的特点,是VOCs催化氧化常用的催化剂载体和模板。本研究以介孔二氧化硅和商业二氧化硅为载体和模板,合成介孔锰氧化物、钴氧化物催化剂,探究了介孔结构对催化剂形貌和物理化学性质的影响,并研究了介孔结构以及VOCs分子结构对VOCs催化氧化的影响。(1)二氧化硅负载的锰氧化物催化剂的催化氧化活性由催化剂的性质和VOCs的结构等共同决定。对于烷烃的催化氧化,Mn/SBA-15的活性较差,其他具有更多的表面氧种的催化剂性能更好,表明更容易接触的表面活性位点的量是决定催化剂对烷烃催化氧化的关键因素。相比之下,对于在高温下发生的芳香烃的催化氧化,Mn/SBA-15活性最好,表明对于难以氧化的芳香烃,活性位点的质量而不是数量更为重要。与有序的介孔二氧化硅相比,商业二氧化硅对于大分子VOCs的催化氧化的活性更好,这是由于商业二氧化硅的孔道更短,孔结构更为开放,有利于大分子VOCs的传输,催化氧化的效果更好。(2)二氧化硅负载的钴氧化物催化剂的催化氧化活性同样是是由催化剂的性质和VOCs的类型等共同决定的,其中,Co/MCM-41的氢气初始还原温度最低,催化剂上的钻氧化物的可还原性最好,对不同VOCs分子的催化氧化的的活性都较好;Co/SBA-15的氢气初始还原温度最高,对于VOCs的催化氧化的活性较差。催化剂的还原能力是影响催化剂催化氧化活性的重要因素。对于大分子VOCs的催化氧化,Co/KIT-6孔径较大,三维的孔道结构对于大分子VOCs的传输阻力最小,对于大分子VOCs的催化氧化的活性较好,商业二氧化硅负载的钴氧化物催化剂孔道长度较短,晶粒尺寸较小,对于大分子VOCs的催化氧化的活性较好。这表明开放的孔道结构有利于大分子VOCs的传输,催化剂催化氧化的活性更好。(3)相对于商业二氧化硅为模板合成的介孔锰氧化物催化剂,以介孔二氧化硅为模板合成介孔锰氧化物催化剂对模板的孔道结构复制不完全,说明更开放的孔道结构有利于硝酸锰前驱体的传输,锰氧化物更容易复制模板的孔道结构。对于丙烷等小分子的催化氧化,催化剂的可还原性是重要的影响因素,可还原性越强,更有利于小分子VOCs的催化氧化。对于大分子VOCs的催化氧化,可接触活性位点的质量和数量同样重要,VOCs越容易接触到催化剂的高活性位点,催化氧化的活性相对更好。沉淀法合成的锰氧化物催化剂,孔道发达,有利于大分子VOCs的传输,对大分子VOCs的催化氧化活性较好。(4)与沉淀法合成的钴氧化物催化剂相比,以二氧化硅为模板合成介孔钴氧化物催化剂的可还原性较弱,对于VOCs的催化氧化的能力较差。催化剂的初始还原温度是丙烷催化氧化活性的重要的影响因素,而对于VOCs大分子的催化氧化,低温段还原峰的温度越低,可还原性越强,在催化氧化温度范围内提供的活性氧种越多,催化氧化活性越好。此外,较短的孔道长度与三维立体结构有利于大分子VOCs的传输,更利于催化氧化的进行。以商业二氧化硅合成的钴氧化物催化剂对于烷烃的催化氧化活性较好,但对于苯系物的催化氧化的活性较差。