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通过催化氧化法将氯化氢氧化制成氯气能够实现氯资源的循环利用，是实现绿色化工生产和节能减排的重要途径。该工艺的进一步工业化应用很大程度上依赖于高效、廉价催化剂的开发，CeO2因一定的催化活性和稳定性显示出良好的应用前景。但纯CeO2催化活性还较低，进一步开发高活性和高稳定性的催化剂成为该课题的关键。本文采用溶胶凝胶一步法制备一系列不同配比和组分的骨架镶嵌CeO2的催化材料，利用ICP、XRD、Raman、SEM、TEM、N2吸附-脱附、H2-TPR和OSC等技术对催化剂进行了表征，并考察催化氯化氢氧化制氯气的性能，在此基础上进一步对了催化剂结构和性能之间的构效关系进行探索。 首先，采用溶胶凝胶一步法合成了一系列ZrO2骨架镶嵌的CeO2纳米团簇催化材料。催化剂的活性组分CeO2以纳米团簇均匀镶嵌于ZrO2气凝胶骨架内。而催化剂较完整的网络骨架和较小的CeO2粒子尺寸使催化剂具备高比表面积，较强的低温氧化还原能和储释氧能力。CeO2@ZrO2催化剂表现出较优异的HCl氧化催化活性。其中，40CeO2@ZrO2的HCl氧化催化活性最高，在HCl空时为0.01562 g min ml-1，氧氯比为1的条件下，430℃的氯气空时产率可以达到1.90 gCl2·gcat-1·h-1。此外，该催化剂显示出100h的催化稳定性。 本文还采用溶胶凝胶两步法和共沉淀法制备出40CeO2/ZrO2和40CeO2-ZrO2，与溶胶凝胶法制备的40CeO2@ZrO2进行对比。结果显示，通过溶胶凝胶一步法制备的40CeO2@ZrO2显示出更优异的结构优势，获更小CeO2粒子尺寸、更高的比表面积和氧空位浓度，以及更强的低温还原性能和储释氧能力。溶胶凝胶一步法制备的催化显示出最优异的催化性能和最低的活化能。动力学结果显示，对于各催化剂，增加O2和HCl分压都有利于提高Cl2的空时产率，这表明Cl2的脱附为反应的决速步骤。40CeO2@ZrO2催化剂更利于氧物种的吸附和活化，表现出更高的O2反应级数。此外，单位质量CeO2催化活性与粒子尺寸直接相关。 本文采用溶胶凝胶一步法，进一步制备了不同气凝胶(SiO2、ZrO2、 Al2O3)骨架镶嵌的CeO2纳米团簇催化材料。研究结果表明，CeO2均以纳米团簇均匀镶嵌于骨架内，显示出良好的骨架结构和高的比表面积，并表现出较强的低温氧化还原能和储释氧能力。因此，骨架镶嵌的CeO2纳米团簇在HCl氧化反应中显示出优异的催化活性。其中，40CeO2@SiO2的HCl氧化催化活性最好，在HCl空时为0.01562 g·min·ml-1，氧氯比为1的条件下，在430℃的氯气空时产率可以达到2.10 gCl2 gcat-1 h-1。此外，该催化剂显示出100 h的催化稳定性。动力学结果显示，对于不同骨架镶嵌的CeO2纳米团簇催化剂，氯气的脱附仍是该反应的决速步骤。40CeO2@SiO2较完整的骨架结构和较小的CeO2纳米团簇能够促进HCl和O2的吸附和活化，显示出更高的HCl和O2反应级数。