Co₃O₄具有AB₂O₄型尖晶石结构,其体相晶格氧具有较好的流动性,容易形成高活性氧物种(O^-和O^2-),因此具有较高的氧化还原性能。在烃类的催化反应中表现出类贵金属的催化活性。但是在高温条件下,Co₃O₄易发生烧结和结构重组现象,导致催化剂的活性和稳定性下降。因此,提高Co₃O₄基催化剂的高温抗烧结性能,是提升其反应稳定性、加速其工业化应用进程亟待解决的重大难题。本论文以少量甘油作为结构导向剂,利用简单的化学沉淀法,制备选择性裸露高指数（311）晶面、粒径更小、比表面积更高的Co₃O₄材料。该催化剂在210℃实现了丙烷催化燃烧反应100%,显著降低了完全转化温度（常规方法制备Co₃O₄催化剂的丙烷完全转化温度为270℃）,避免了催化剂在高温下烧结,进而提高了催化剂的催化活性和反应稳定性。合理利用Co₃O₄与氧化铝高温下（T≥800℃）易生成惰性铝酸钴的性质,制备了铝酸钴薄膜包覆的Co₃O₄。所得材料经还原气氛处理,铝酸钴薄膜被破坏,使Co₃O₄活性组分重新暴露出来,获得了高温稳定的担载型Co₃O₄催化剂,800℃焙烧后的催化剂,经还原气氛处理280℃即可将丙烷完全催化转化。进一步开发了铈锆铝固溶体担载Co₃O₄催化剂,铝与Co₃O₄生成铝酸钴,将Co₃O₄牢牢固定在载体表面,维持Co3O4较高的分散度;铈锆提供活性氧,维持Co₃O₄的高活性。10%Co-Ce₁Zr₁Al₁催化剂经过800℃高温处理后,催化剂仍然具有很好的活性,在丙烷催化燃烧反应中起燃温度为230℃。本论文利用结构导向剂温和条件下合成选择性暴露高指数晶面的Co₃O₄,利用活性组分与载体的强相互作用制备了高温抗烧结担载型Co₃O₄催化剂。所得钴基催化剂具有很好的活性和稳定性,对促进钴基催化剂工业化应用具有重要借鉴意义。同时,本论文为高效、稳定催化剂的设计与制备提供了新的思路。